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2016 年度 実績報告書

イネの花器官サイズの制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26292008
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

吉田 均  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門 遺伝子利用基盤研究領域, ユニット長 (30355565)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードイネ / 発生・分化 / 花器官 / サイズ制御 / 変異体 / メリステム / MIF遺伝子 / SAN遺伝子
研究実績の概要

作物の花器官のサイズは収量に結びつく重要な要素だが、その制御機構については未解明な点が多い。花メリステム(FM)が大型化するfon1変異体、FMが小型化するlog変異体では、それぞれ花器官の【数】が増加・減少するが、【サイズ】は顕著には変わらない。こうしたことから、花器官サイズはFMのサイズとは独立の制御を受けていることが示唆される。本研究では、花器官の【数】は変化せずに【サイズ】のみが野生型の半分以下に縮小するmif変異体および、雄蕊の中でも葯が特異的に短縮するsan変異体を用い、原因遺伝子を単離し、機能を明らかにするとともに、遺伝子間相互作用を解析することによって、イネの花器官サイズ制御の分子機構を明らかにする。

平成28年度は以下の研究を行った。
1)+/mifのヘテロ個体とインド型イネKasalathとのF2集団を用いたマップベースクローニングを進めたが、F2ではmifの表現型が観察されず、マッピングできなかった。そこで、日本型イネ背景のmif分離集団を用いた次世代シーケンサー解析を行った結果、クロマチンリモデラー類似遺伝子中の変異が原因と推測された。さらに、CRISPR-Cas9による同候補遺伝子の破壊系統では、mifと同様に内部花器官が小型化したため、同遺伝子が原因遺伝子であると結論づけた。また、FMサイズが大型化するfon1とmifとの二重変異体では、雄蕊のサイズが小型化したままであったため、MIFによる内部花器官のサイズ制御はFMサイズ制御とは独立であると考えられた。
2)san変異体の遺伝的背景がインド型に近い未知配列であったため、マップベースクローニングは難航したものの、最終的に第5染色体短腕上の機能未知遺伝子中に表現型と完全連鎖する変異を見出した。今後、CRISPR-Cas9によって同候補遺伝子の破壊系統を作出し、確認を行う。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] The superwoman1-cleistogamy2 mutant is a novel resource for gene containment in rice2017

    • 著者名/発表者名
      Fabien Lombardo, Makoto Kuroki, Shan-Guo Yao, Hiroyuki Shimizu, Tomohito Ikegaya, Mayumi Kimizu, Shinnosuke Ohmori, Takashi Akiyama, Takami Hayashi, Tomoya Yamaguchi, Setsuo Koike, Osamu Yatou and Hitoshi Yoshida
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology Journal

      巻: 15 ページ: 97-106

    • DOI

      10.1111/pbi.12594

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] イネの形態形成と耐病性に関わるDDR1遺伝子2017

    • 著者名/発表者名
      吉田均、松村葉子、森浩一、山元剛、中島敏彦、Fabien Lombardo、秋山高、川田元滋
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-29 – 2017-03-30
  • [学会発表] Inner floral organ development is perturbed in the rice miniature floral organs mutant.2017

    • 著者名/発表者名
      吉田均、Fabien Lombardo、秋山高、佐藤豊
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-18

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公開日: 2018-01-16  

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