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2016 年度 実績報告書

イネ茎部の非構造性炭水化物組成の遺伝的改変に向けた代謝制御因子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 26292009
研究機関東京大学

研究代表者

青木 直大  東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (70466811)

研究分担者 平野 達也  名城大学, 農学部, 教授 (30319313)
廣瀬 竜郎  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, 上級研究員 (90355579)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード植物(イネ) / 茎 / 炭水化物代謝
研究実績の概要

本研究では、イネの茎部(葉鞘・稈)における非構造性炭水化物(主にデンプンとショ糖;以下NSC)の含有率決定に深く関与する代謝制御因子を明らかにするために、収穫期の茎部にショ糖(およびデンプン)を高濃度で蓄積する、高ショ糖(高NSC)品種「たちすずか」や「たちあやか」、および「日本晴‐短穂変異体」や高NSC品種「リーフスター」について、1)茎部NSCの蓄積パターンの特徴を明らかにしながら、2)NSCの合成および分解経路を代謝レベル(酵素機能解析、転流機能解析)と遺伝子レベル(アイソジーン解析、網羅的遺伝子発現解析)で解析している。本年度の研究成果としては主に以下を得た。
・1)の解析結果から、イネ茎部のNSCの蓄積量および組成は穂の大きさ(シンク・サイズ)のみによって決定されるものではなく、高NSC品種はそれぞれ特有のNSC蓄積メカニズムを有することが明らかとなった(Hirose et al. 2017)。
・上記の品種およびそれらの親品種の茎部(出穂後20日)における網羅的遺伝子発現解析(RNA-seq)から、デンプンまたはショ糖濃度の決定に深く関与すると思われる代謝酵素遺伝子、および転写因子などの発現制御遺伝子のリストを得た(原著論文を準備中)。
・「日本晴」を用いた茎部NSC関連酵素遺伝子のアイソジーン解析から、デンプン分解酵素β-アミラーゼのBAM2およびBAM3が、茎部におけるデンプン分解に関与していることが明らかになった(Hirano et al. 2016、平野ら2017)。また、α‐グルカンホスホリラーゼのPHO1およびPHO2(樋口ら2016)や、ショ糖分解酵素のINV2が茎部NSC代謝に関与していることが明らかになった。
・平成29年3月の日本作物学会においてミニシンポジウム「イネ茎部で働く遺伝子たち」を開催した(平野ら2017、岡村ら2017)。

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

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Two β-amylase genes, OsBAM2 and OsBAM3, are involved in starch remobilization in rice leaf sheaths2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Hirano, Takayuki Higuchi, Minako Hirano, Yu Sugimura, Hiroyasu Michiyama
    • 雑誌名

      Plant Production Science

      巻: 19 ページ: 291-299

    • DOI

      10.1080/1343943X.2016.1140008

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mutation of the SP1 gene is responsible for the small-panicle trait in the rice cultivar Tachisuzuka, but not necessarily for high sugar content in the stem2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Hirose, Sakurako Kadoya, Yoichi Hashida, Masaki Okamura, Ryu Ohsugi, Naohiro Aoki
    • 雑誌名

      Plant Production Science

      巻: 253 ページ: 40-49

    • DOI

      10.1080/1343943X.2016.1260484

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] イネ葉鞘において出穂期以降のデンプン分解に関与する遺伝子の探索と機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      平野達也、杉村優有、樋口貴之
    • 学会等名
      日本作物学会第243回講演会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2017-03-29 – 2017-03-30
    • 招待講演
  • [学会発表] イネの茎部低デンプン変異体を利用した茎部炭水化物蓄積特性の解明2017

    • 著者名/発表者名
      岡村昌樹、廣瀬竜郎、橋田庸一、大杉立、青木直大
    • 学会等名
      日本作物学会第243回講演会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2017-03-29 – 2017-03-30
    • 招待講演
  • [学会発表] イネ葉鞘におけるデンプン含量の変化とα-グルカンホスホリラーゼ活性との関係2016

    • 著者名/発表者名
      樋口貴之、道山弘康、平野達也
    • 学会等名
      日本作物学会第242回講演会
    • 発表場所
      龍谷大学(滋賀県大津市)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-11

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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