イネ細胞質雄性不稔性発現機構と稔性回復機構の分子基盤解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23380002
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 鳥山 欽哉 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20183882)
• 研究協力者: 風間 智彦 東北大学, 大学院・農学研究科, 助教 (30431464)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 育種学 / 遺伝学 / 遺伝子 / 植物 / バイオテクノロジー

研究概要

イネの一代雑種品種の育種基盤として用いられる細胞質雄性不稔性と稔性回復機構について解析した。特に、LD型細胞質雄性不稔性の原因としてミトコンドリアにORF79タンパク質が蓄積することを明らかにした。また、稔性回復遺伝子RF2はGRP162と名付けられたRNA結合型グリシンリッチタンパク質、および、ミトコンドリア局在型のRNA分解酵素と複合体を形成してatp6-orf79 RNAを分解することにより稔性を回復させるというモデルを提唱した。

研究成果

• [雑誌論文] Heterogeneity of the 5'-end in plant mRNA may be involved in mitochondrial translation (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazama T, Yagi Y, Toriyama K, Nakamura T
  • 雑誌名: Front Plant Sci 巻: 4-517 ページ: 1-4
  • DOI: 10.3389/fpls.2013.00517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole mitochondrial genome sequencing and transcriptional analysis to uncover an RT102-type cytoplasmic male sterility-associated candidate gene derived from Oryza rufipogon (2013)
  • 著者名/発表者名: Okazaki M, Kazama T, Murata H, Motomura K, Toriyama K
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 54 ページ: 1560-1568
  • DOI: 10.1093/pcp/pct102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Re-sequencing of mitochondrial genes in a standard rice cultivar Nipponbare (2013)
  • 著者名/発表者名: Toda T, Toriyama K
  • 雑誌名: RICE 巻: 6-2 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1186/1939-8433-6-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] The fertility restorer gene, Rf2, for Lead Rice-type cytoplasmic male sterility of rice encodes a mitochondrial glycine-rich protein (2011)
  • 著者名/発表者名: Itabashi, E., Iwata, N., Fujii, S., Kazama, T., Toriyama, K
  • 雑誌名: Plant J 巻: 65 ページ: 359-367
  • DOI: 10.1111/j.1365-313X.2010.04427.x
  • 査読あり
• [学会発表] イネ LD 型 CMS 系統における稔性回復因子 RF2 と相互作用する ubiquitin domain containing protein の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井慎也・風間智彦・伊藤幸博・小島創一・鳥山欽哉
  • 学会等名: 日本育種学会第124回講演会
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 20131012-13
• [学会発表] 酵母ツーハイブリッド法とプルダウンアッセイによるイネ LD 型細胞質雄性不稔系統の稔性回復因子 RF2 と相互作用する因子の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井慎也・風間智彦・伊藤幸博・小島創一・鳥山欽哉
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] イネ細胞質雄性不稔性/稔性回復に見られるミトコンドリアRNA のプロセッシング (2013)
  • 著者名/発表者名: 鳥山欽哉, 風間智彦
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会シンポジウム
  • 発表場所: 富山市
  • 年月日: 2013-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] Genome barriers between mitochondria and nuclei exemplified by cytoplasmic male sterility/fertility restoration in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Toriyama, K
  • 学会等名: 10th International Congress on Plant Molecular Biology
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20121021-26
  • 招待講演
• [学会発表] イネにおけるミトコンドリア遺伝性の花粉発育不全とそれをレスキューする核遺伝子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鳥山欽哉・風間智彦
  • 学会等名: 日本遺伝学会第84回大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20120924-26
  • 招待講演
• [学会発表] コメ産業の国際化を狙った新規ハイブリッドライス育種基盤の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鳥山欽哉・風間智彦
  • 学会等名: 日本育種学会第122回講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120914-15
  • 招待講演
• [学会発表] Regulatory mechanisms of ORF79 translation by RF2 in cytoplasmic male sterile rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama, T., Itabashi, E., Fujii, S., Toriyama, K
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] Fertility restoration in three types of cytoplasmic male sterility in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Toriyama, K., Kazama, T
  • 学会等名: Plant Reproduction for Food
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20120213-17
  • 招待講演
• [学会発表] New resources for hybrid rice breeding (2011)
  • 著者名/発表者名: Toriyama, K
  • 学会等名: XVIII International Botanical Congress
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20110724-30
• [学会発表] Molecular analysis of cytoplasmic male sterility and fertility restoration in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Toriyama, K., Kazama, T
  • 学会等名: 1st Congress of Cereal Biotechnology and Breeding
  • 発表場所: Szeged, Hungary
  • 年月日: 20110524-27
  • 招待講演
• [図書] DNA の組換え・遺伝子組み換えから,21世紀に喜ばれる植物が誕生するか,食と農コミュニケーションづくりの集い「未来ある農業のために- 少なくとも今- (2012)
  • 著者名/発表者名: 鳥山欽哉
  • 総ページ数: 60-66
  • 出版者: 究和会
• [図書] 農学生命科学を学ぶための入門生物学 山口高弘/鳥山欽哉編 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳥山欽哉
  • 総ページ数: 88-95, 97-99
  • 出版者: 東北大学出版会
• [備考] 鳥山欽哉 : エンジョイ DNA ～ 遺伝子組換え植物と植物の環境適応,科学技術振興機構未来の科学者養成講座委託事業 科学者の卵養成講座,仙台,2011年9月3日(アウトリーチ活動(5件))
• [備考] 鳥山欽哉:花粉の不思議(4)コピー作れぬハイブリッド, 河北新報, 科学の泉, 2013年8月30日(新聞報道(7件))
• [備考] 伊藤幸博・鳥山欽哉インターネット上での研究成果の継続的な発信「環境適応生物工学研究室 お知らせと更新情報」(ホームページ等(2件))
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/bioadp/PukiWiki/index.php?FrontPage
• [備考] 鳥山欽哉エンジョイ DNA～よくわかる遺伝子組み換え植物～,東北大学サイエンスカフェ動画チャンネル(公開日 2012年10月 4日)
  • URL: http://www.youtube.com/watch?v=u6gU81x0VAQ&feature=youtu.be
• [産業財産権] Fertility restorer gene and fertility restoration method for CW-type male sterile cytoplasm of rice (2013)
  • 発明者名: Toriyama, K., Fujii, S
  • 権利者名: Tohoku University
  • 産業財産権種類: 米国特許
  • 産業財産権番号: US8344122
  • 取得年月日: 2013-01-01
  • 外国