2016 Fiscal Year Annual Research Report
乾燥回避に寄与するイネ根系の表現型可塑性をもたらすエピジェネティック制御
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15H04435
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
犬飼 義明 名古屋大学, 農学国際教育協力研究センター, 准教授 (20377790)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 実鈴 名古屋大学, 生命農学研究科, 特任助教 (20738091)
兒島 孝明 名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (40509080)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | イネ / 根系形成機構 / ヒストン修飾 / 遺伝子発現 / 突然変異 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネの耐乾性を高める上では、側根と呼ばれる分枝根の発達を促すことが有効であり、これは側根のメルステムサイズの増大により可能となる。本研究は、イネの側根メリステムサイズのエピジェネティック制御機構を明らかにし、根系形態改良に向けた育種基盤の確立を目指している。
今年度は、ChIP-Seq、およびRNA-Seq解析を駆使し、ストレス応答時における側根メルステムサイズのエピジェネティック制御に関わる制御因子群の同定を目指した。これにより候補とあがった因子群を対象に、ストレス処理による発現性の変化について、in situ hybridization、プロモーターGUS解析等により、側根形成部位での発現パターンの解析を現在進めている。また過剰発現体、ならびに標的とする遺伝子のDNA配列を改変できるゲノム編集技術により候補因子群のノックアウト系統の作出を試みている。同様に、これらの各候補因子の機能欠損による側根メリステムサイズへの影響を、イネの側根原基を構成する各組織特異的分子マーカーを用いることで精査している段階にある。
加えて、実際の栽培圃場における有用性の検定を鑑み、TILLINGを用いた候補遺伝子の突然変異体の選抜も進めている。これにより選抜されたイネ変異系統と野生型（原品種）を用い、実際の栽培圃場にて乾燥ストレスを処理することにより、上記により同定された根系形態改良上の有用候補因子の有用性の検証が可能となると期待している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
イネの耐乾性を高める上では、側根と呼ばれる分枝根の発達を促すことが有効であり、これは側根のメルステムサイズの増大により可能となる。本研究は、イネの側根メリステムサイズのエピジェネティック制御機構を明らかにし、根系形態改良に向けた育種基盤の確立を目指している。本年度は主に、ストレス応答時における側根メリステムサイズのエピジェネティック制御に関わる制御因子群の同定をChIP-Seq、およびRNA-Seq解析により試みた。これにより候補となった制御因子群について、現在は発現性やそれらの機能を解析する研究材料を準備している。次年度にはこれらの解析が可能となるため、計画どおり、根系形態改良上の有用候補因子を見出せるものと期待している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度に引き続き、本年度はChIP-Seq、およびRNA-Seq解析を駆使し、ストレス応答時における側根メルステムサイズのエピジェネティック制御に関わる制御因子群のさらなる同定を目指す。これにより候補とあがった因子群を対象に、in situ hybridization、プロモーターGUS解析等により、側根形成部位での発現パターンを解析する。その際、ストレス処理による発現性の変化についても詳細に捉える。また過剰発現体、ならびに標的とする遺伝子のDNA配列を改変できるゲノム編集技術により候補因子群のノックアウト系統を作出・解析する。加えて、これらの各候補因子の機能欠損による側根メリステムサイズへの影響を、イネの側根原基を構成する各組織特異的分子マーカーを用いることで精査する。以上より、根系形態改良上の有用候補因子を検討する。
一方、上記のゲノム編集技術により作出された系統は形質転換体のため、実際の栽培圃場における有用性の検定は困難である。そこでTILLINGを用いた候補遺伝子の突然変異体の選抜を試みる。これにより選抜されたイネ変異系統と野生型（原品種）を用い、実際の栽培圃場にて乾燥ストレスを処理することにより、上記により同定された根系形態改良上の有用候補因子の有用性を検証する。
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Research Products
(7 results)
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[Presentation] Trial of rice breeding for drought avoidance using the vrs1 gene that promotes lateral root development2016
Author(s)
Hasegawa, T., Shibata, A., Takahashi-Nosaka, M., Nishiuchi, S., Samejima, H., Wainaina, C., Menge, D., Kikuta, M., Yamauchi, A., Makihara, D. and Inukai, Y.
Organizer
SATREPS International Symposium, "Tailor-made rice breeding and cultivation technology development for sub-Saharan Africa;Progress and future prospects of the SATREPS project in Kenya"
Place of Presentation
Nairobi, Kenya
Year and Date
2016-12-06 – 2016-12-07
Int'l Joint Research
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