【研究分野】遺伝育種科学

【研究領域課題番号】16H04857 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

撥水性 / イネ / 遺伝学 / 変異体 / 葉 / 遺伝子 / ワックス / 植物 / 発生・分化 / 表皮

【研究成果の概要】

イネの葉はハスと同等の極めて高い撥水性（超撥水性）を示す。この超撥水性の発現メカニズムを様々な観点から明らかにした。まず、イネの葉において葉身向軸側が最も撥水性が高いこと、撥水性は環境条件によって変化することなどを明らかにした。また、撥水性が低下した濡れ葉変異体を用いることによって、複数のワックス合成に関わる遺伝子がイネの撥水性に重要であることを明らかにした。また、様々な種類のイネの撥水性を調査することによって、多くのイネの栽培種は高い撥水性を示すことを明らかにした。

【研究の社会的意義】

超撥水性は植物の耐病性や光合成効率の上昇に寄与すると考えられる。本研究で得られた成果によって植物表面の撥水性を制御する基盤的知識を得ることができた。これを利用して、作物における病原体による初期感染の予防や、汚れの洗浄効果による病原体の感染リスクの低下、光合成効率の上昇が期待できる。また、イネにおけるワックス合成遺伝子の解明により、イネワックスの改変や増産の可能性も期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】育種学

【研究領域課題番号】24658003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

倍数体 / 発生・分化 / 植物 / イネ / 育種 / 遺伝学

【研究成果の概要】

イネの同質倍数体シリーズ（二倍体、三倍体、四倍体）をコルヒチン処理及び交雑により人工的に作出した。二倍体と四倍体における様々な表現型形質の比較によって、倍数化の効果を調査したところ、発育ステージによってその効果は異なることを示した。また四倍体では細胞分裂が減少し、いくつかのエピジェネテック関連遺伝子の発現量の増大が認められることが明らかとなった。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】育種学

【研究領域課題番号】24380005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

イネ / 発生 / 葉原基 / 葉間期 / 植物 / 遺伝学 / 発生・分化 / 育種学

【研究成果の概要】

葉の分化の時間的な制御機構の解明は、シュートの形質改変による育種に重要な知見を与えうる。本研究によりイネにおける葉間期制御の遺伝的ネットワークの一端を明らかにした。イネのPLA1、PLA2遺伝子は植物ホルモンのジベレリンによって発現が誘導され、そして下流のOsSPL遺伝子の発現をそれぞれ異なる経路で制御することによって葉間期を調節していることを明らかにした。また、PLA遺伝子とAPO遺伝子は独立に葉間期を制御することも明らかにした。過剰発現体の解析からは、PLA遺伝子は器官サイズや数の決定に関与しており、その発現量を制御することによって、植物の形態形質を改変できる可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)

【研究分野】作物生産科学

【研究領域課題番号】23380011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ストレス / 生態学 / 遺伝学 / 植物 / 環境 / 耐乾性 / 旱魃 / 作物生理生産学 / 国際研究者交流 / インド / 作物 / イネ

【研究成果の概要】

イネの多様な品種群、遺伝集団、準同質遺伝子系統を用いて、旱魃応答指数(DRI)を定量し、その生態生理・遺伝学的機構を解明した。品種試験では、DRIは旱魃下の収穫指数、稔実性や乾物生産と正の相関が強く、不稔穂の割合、出穂遅延、草丈減少と負の相関が強かった。遺伝集団試験では、第2染色体のRM6911-RM6379の領域、第4染色体RM5953近傍、第8染色体に2か所、DRIの量的遺伝子座が推定されたが、エピスタシスやQTL・環境交互作用も検出された。準同質遺伝子系統試験では、DEEPER ROOTING 1とStele Transversal Area 1を導入した系統では、DRIが向上した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)

【研究分野】育種学

【研究領域課題番号】20780001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

植物 / 発生遺伝 / 葉序 / イネ / 遺伝学 / 発生・分化

【研究成果の概要】

植物の地上部の形は、葉がどのように茎頂分裂組織から分化してくるかによって大きく左右される。葉の空間的分化パターンは葉序と呼ばれるが、葉序のパターンが変化する変異体(dec)をイネで同定した。DEC遺伝子の単離や、変異体の遺伝学的、生理学的解析により、DEC遺伝子はこれまで知られていなかったサイトカイニンの情報伝達経路に関わることによって、葉序のパターンを制御していることが明らかとなった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】育種学

【研究領域課題番号】20248001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シュートメリステム / イネ / 突然変異 / 葉パターン / 葉間期 / SAM / ADL遺伝子 / PLA遺伝子 / NDL1遺伝子 / WAF1遺伝子 / 育種学 / 発生・分化 / 発現制御 / 遺伝学

【研究成果の概要】

本研究はイネにおける葉の分化機構をシュートメリステムとの関係で明らかにしようとしたものである。シュートメリステムの維持と葉の形態形成に関わるWAF1を同定した。WAF1は小分子RNAの制御に関わるものであった。葉原基分化の時間的制御に関し、PLA3遺伝子を同定した。PLA1,PLA2と同様に葉の成熟速度を制御するもので、葉原基の分化には既存の葉原基からのシグナルが重要であることを明らかにした。葉の背腹軸、左右軸、頂部-基部軸それぞれのパターン形成の変異体を同定し、原因遺伝子を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】47,060千円 (直接経費: 36,200千円、間接経費: 10,860千円)

【研究分野】作物学・雑草学

【研究領域課題番号】19208003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発育生理学 / 遺伝学 / モデル化 / イネ / 環境応答 / 早晩性

【研究成果の概要】

作物の生育に及ぼす環境と遺伝要因の影響はこれまで別々に解析されてきたが、気候変動条件に適した品種を開発するためには、環境に対する生育反応に及ぼす遺伝的要因を解明する手法が必要である。そこで、遺伝情報がわかっているイネ174系統を茨城、石川、福岡、沖縄、ベトナムで栽培し、出穂時期の環境応答に関わる遺伝的要因を作物生育モデルとの連携で探索する新しい方法で解析したところ、これまでの方法で個々の地点のデータの解析では検出できなかった遺伝子座を検出できる可能性が示された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】28,990千円 (直接経費: 22,300千円、間接経費: 6,690千円)