Elucidation of the mechanism of waterlogging tolerance in genus Zea and its application to molecular breeding

玉米属耐涝机制阐明及其在分子育种中的应用

• 批准号: 21H04724
• 负责人: 中園 幹生
• 金额: $ 26.79万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04724/
• 关键词: トウモロコシ; テオシント; 耐湿性遺伝子; 根圏微生物叢; マッピング

本研究では、耐湿性の高いZea nicaraguensis（ニカラグアテオシント）の持つ酸素漏出（ROL）バリア形成と地表根形成の制御機構を解明するとともに、還元耐性に寄与する責任遺伝子の同定と根圏微生物叢との関係性の解析を行うことで、ニカラグアテオシントの耐湿性獲得機構の全容を明らかにする。さらに、これらの耐湿性遺伝子を全て集積した系統を作出し、耐湿性を強化したトウモロコシの品種育成を推進することを本研究の目的とする。令和4年度までに、ROLバリア形成制御遺伝子であるRBF1/Qarf3.04によるROLバリア形成制御機構と地表根形成制御機構を解明するために、RBF1/Qarf3.04を導入した準同質遺伝子系統と対照系統のROLバリア形成部位である根の外層、または根端部をレーザーマイクロダイセクション（LM）で単離し、RNA抽出後、RNA-Seqを実施する計画であった。また、ニカラグアテオシントの第9染色体短腕に見出された還元耐性に関するQTL（Qft-rd9.01-9.04）の領域で組換えを起こした系統のシリーズを用いて、トウモロコシSNPタイピング解析を行い、Qft-rd9.01-9.04のマッピングを行った。一方で、ニカラグアテオシントの還元耐性遺伝子を導入したトウモロコシ系統とその対照系統、ニカラグアテオシント、トウモロコシを材料に用いて、根の表面付近に分布している根圏微生物叢を調査した。その結果、還元耐性の高い系統に共通して存在する根圏微生物叢を特定できた。さらに、5つの耐湿性遺伝子を交雑により集積した高耐湿性のトウモロコシ系統を作出するための材料を養成した。

This study was conducted to clarify the relationship between the identity of responsible genes and the rhizosphere microbiota and the mechanism of controlling the formation of soil roots and the formation of ROL in high moisture tolerance Zea nicaraguensis. The aim of this study is to develop a comprehensive system of moisture tolerance genes and to enhance their moisture tolerance. In the fourth year of this year, RBF1/Qarf3.04, RBF QTL (Qft-rd9. 01 - 9.04) was found on chromosome 9 of the plant. A survey of rhizosphere microflora was conducted on the application of materials and distribution near the surface of roots. As a result, high tolerance systems commonly exist in the rhizosphere microflora. 5. The moisture resistance of the resin is high, and the moisture resistance of the resin is high.

项目成果

Genetic and physiological analyses of root traits for internal aeration of plants under flooded soil conditions

淹水土壤条件下植物内部通气根部性状的遗传和生理分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 原屋正龍;池田素子;浜島りな;Mikio Nakazono
• 通讯作者: Mikio Nakazono

Genetic and physiological analyses of a barrier that restricts radial oxygen loss and prevents the entry of phytotoxins into the root

对限制径向氧损失并防止植物毒素进入根部的屏障进行遗传和生理分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Mikio Nakazono;Hirokazu Takahashi;Kohtaro Watanabe;Kento Ide;Yohei Nakayama;Sae Shimizu-Sato;Yutaka Sato;Fumie Omori;Yoshiro Mano
• 通讯作者: Yoshiro Mano

コペンハーゲン大学(デンマーク)

哥本哈根大学（丹麦）