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2023 年度 実績報告書

イネ葉鞘における塩排除の分子機構と塩害下での生理的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22H02325
配分区分補助金
研究機関名古屋大学

研究代表者

三屋 史朗  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (70432250)

研究分担者 カルタヘーナ ジョイス  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (10519929) [辞退]
杉浦 大輔  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (50713913)
土井 一行  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (80315134)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードイネ / 塩害 / 耐塩性 / 葉鞘 / 塩排除
研究実績の概要

昨年度の実験結果より、葉鞘の塩排除に関わると考えられる塩輸送体遺伝子のノックアウト変異株に塩輸送体遺伝子を導入した相補株の世代を進めた。特にAKT1遺伝子のノックアウト変異株にAKT1遺伝子をカリフラワーモザイクウィルス35Sプロモーターの下流につなげたコンストラクトを導入したところ、AKT1遺伝子のノックアウトで減少したカリウム排除能が増加した。このことはAKT1遺伝子が葉鞘のカリウム排除能に何らかの役割を担うことを示唆した。またCRISPR-Cas9法による遺伝子ノックアウトのため、葉鞘の塩排除能に関与すると考えられる3遺伝子についてコンストラクトを作製し、現在イネ(品種日本晴)のカルスにアグロバクテリウムを介して感染させた。
MeDIP-qPCR法を適用し、対照区と塩処理区での各遺伝子のプロモーター領域のDNAメチル化程度を調べた。具体的にはRNA-sequencing法で見出された11遺伝子について、対照区と塩処理区から抽出したゲノムDNAを用いて、MeDIP-qPCR法によりDNAメチル化程度を調べたところ、RNA-sequencingの結果と一致する結果は見られなかった。したがって、葉鞘での転写レベルの塩応答は、DNAメチル化によって制御されないことが示された。
IR-44595と318の交雑系統について今年度はさら にQTL-seq解析に用いるためのF6系統を作出した。また、ノナボクラ/コシヒカリCSSLのSL502およびSL509とコシヒカリの交雑集団を用いて、QT L解析を行った。その結果、まず親系統(コシヒカリと比較してSL502, 509)の間に葉鞘の塩排除能の違いが見られず、またQTLも検出されなかった。その原因として、前年度コシヒカリとSL502,509とを比較したときと異なる水耕容器や場所で行ったため、植物の生育環境が異なったことが原因と考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

CRISPR-Cas9による遺伝子ノックアウトについて、イネカルスへアグロバクテリウムを感染させた後、再分化個体が得られなかった。その理由は不明であるが、所有している植物ホルモンなど試薬の劣化が問題ではないことが明らかになり、現在供試するカルスの数を増やして検討している。またイネ葉鞘を用いたメタボローム解析を外注で行ったが、年度初めにサンプルを送付したものの、年度内に結果を得ることができず、進捗状況は想定よりやや遅れている。

今後の研究の推進方策

CRISPR-Cas9法による葉鞘の塩排除に関すると予想される遺伝子のノックアウトが想定よりやや遅れていることについて、イネのCRISPR-Cas9によるノックアウトを行っている他の研究者よりアドバイスを受け、再分化培地のレシピを変更して引き続き行っていく。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Quantitative trait loci (QTL) associated with plasticity in root hardpan penetration and deep root system development under soil moisture fluctuation in rice2023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen D.T.N., Suralta R.R., Kano-Nakata M., Mitsuya S., Owusu-Nketia S., Yamauchi A.
    • 雑誌名

      Rice-Based Biosystems Journal

      巻: 11 ページ: 21-31

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Specialty rice (Oryza sativa L.) with high and stable grain yield under Rainfed Lowland Conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Agustin A.M.L., Ordonio J.L., Natividad M.B.S., Lucob-Agustin N.B., Suralta R.R., Ehara H., Mitsuya S., Kano-Nakata M.
    • 雑誌名

      Agriculture

      巻: 13 ページ: 1985

    • DOI

      10.3390/agriculture13101985

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of the pressure chamber method to evaluate root hydraulic conductance in rice plants with tillers2023

    • 著者名/発表者名
      Kameoka E., Mitsuya S., Yamauchi A.
    • 雑誌名

      Plant Root

      巻: 17 ページ: 59-70

    • DOI

      10.3117/plantroot.17.59

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genotypic variation in rice root system distribution and activity in response to short-term drought.2023

    • 著者名/発表者名
      Kameoka E., Mitsuya S., Suralta R.R., Yamauchi A., Amelia H.
    • 雑誌名

      Plant Root

      巻: 17 ページ: 45-58

    • DOI

      10.3117/plantroot.17.45

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] r different topographic conditions subjected to soil moisture fluctuation.2023

    • 著者名/発表者名
      5.Owusu-Nketia, S., Suralta, R. R., Inukai, Y., Mitsuya, S., Kano-Nakata, M., Ofori, P. A., Nguyen, D. N. and Yamauchi, A.
    • 雑誌名

      Philippine Agricultural Scientist

      巻: 106 ページ: 131-142

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] NHX1遺伝子が変動光・乾燥条件下のイネの水利用特性に与える影響の解析2024

    • 著者名/発表者名
      片岡 優衣, 三屋 史朗, 杉浦 大輔
    • 学会等名
      日本作物学会第257回講演会

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公開日: 2024-12-25  

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