2020 Fiscal Year Annual Research Report
イネjuvenile-adult相転換期を制御するQTLの同定および育種的活用
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19H02929
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉川 貴徳 京都大学, 農学研究科, 助教 (00721606)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門田 有希 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30646089)
小出 陽平 北海道大学, 農学研究院, 助教 (70712008)
寺石 政義 京都大学, 農学研究科, 准教授 (80378819)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | イネ / japonica / indica / Juvenile-adult生育相転換 / 栄養成長 / QTL解析 / qJA1 / qJA2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は１）qJA1およびqJA2の形質転換体を用いたJA相転換形質の調査、２）indica背景においてjaponica型のqJA1、qJA2を有する系統の育成、３）JA相転換を通じた葉のメタボローム解析、４）環境要因がJA相転換に及ぼす影響の解析を実施した。結果の概要は以下の通りである。
１）形質転換体において、qJA2の原因候補遺伝子であるOs06g0650300の発現量はJA相転換形質（第2葉葉身長）と有意な相関を示したことから、Os06g0650300がqJA2の原因遺伝子であることが示唆された。qJA1の原因候補遺伝子であるOs01g0907900の過剰発現体は明確にJA相転換が早期化した一方、機能欠損変異体は遅延する傾向を示し、Os01g0907900がJA相転換に影響を及ぼすことを支持した。
２）indica背景でjaponica型の染色体断片が導入されたCSSLからqJA1、qJA2周辺がjaponica型の系統を栽培し、両系統の交配を行った。得られた種子の世代促進を行い、F2系統からqJA1、qJA2ともにjaponica型の個体を選抜し、種子を得た。
３）コシヒカリおよびコシヒカリ背景でindica型のqJA1、qJA2を有する系統（SL系統）を用いて第2葉と第6葉のメタボローム解析を行った。高分解能質量分析装置により得られた10254個のピークアライメントから、コシヒカリとSL系統の第2葉で共通して増加していた代謝産物を1059個、第6葉で共通して増加していた代謝産物を1043個得ることができた。
４）人工気象機を用いて温度、照度、日長条件を改変した際のJA相転換形質の変化を調査した。その結果、温度および照度がJA相転換に強い影響を与えることが示唆された。また、indica型のqJA1は環境要因による影響をより強く受けることが示唆された。
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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
本研究は以下の2大課題により構成され、それぞれの研究を遂行するために複数の小課題を計画している。2020年度に予定した実験は以下の通りである。
（大課題1）qJA1およびqJA2原因遺伝子の同定および分子的制御機構の解明：候補遺伝子形質転換体の相転換形質および農業形質の調査、相転換経路におけるqJA1, qJA2の位置付け、Juvenile-adult生育相における葉のメタボローム解析
（大課題2）相転換期の改変が農業形質に及ぼす効果の解明：環境要因がJA相転換に及ぼす影響の調査、indica背景においてqJA1, qJA2がjaponica型の染色体置換系統を交配、生育相転換に伴うストレス耐性の変化の調査
作出した形質転換体が期待とは異なっており、一部の実験のやり直しを余儀なくされたものの、予定していた実験をほぼ全て終えることができ、概ね計画通りに進行していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度の取り組みにより、１）japonica-indica間におけるOs01g0907900およびOs06g0650300の発現量の差異がqJA1およびqJA2の一因であること、２）indica背景でjaponica型のqJA1およびqJA2を保有する系統を育成した、３）juvenile phaseおよびadult phase固有の代謝産物を見出した、４）栽培環境における温度と照度がJA相転換に強い影響を与え、qJA1の遺伝子型との交互作用が認められた。これらの結果は、１）Os01g0907900およびOs06g0650300はJA相転換カスケードにおいてどこに位置づけられるのか？、２）japonica型のqJA1、qJA2を保有する系統は高緯度により適応的であるのか？、３）JA生育相固有の代謝産物がストレス耐性の獲得に寄与するのか？、４）qJA1、qJA2の遺伝的背景により環境変化によるトランスクリプトーム動態がどのように変化するのか？、などの新たな問いが生じた。そこで、2021年度は当初の予定に新たな実験を追加し、以下のような取り組みを行う。
（大課題1）qJA1およびqJA2原因遺伝子の同定および分子的制御機構の解明：Os01g0907900過剰発現体および機能欠損変異体においてJA相転換を通じたトランスクリプトーム解析
（大課題2）相転換期の改変が農業形質に及ぼす効果の解明：japonica型のqJA1、qJA2を保有するindica系統の農業形質の調査、JA相転換を通じたいもち病抵抗性の評価、生育環境要因と遺伝的要因がトランスクリプトームに及ぼす交互作用
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Research Products
(1 results)
