プラスチド型熱ストレスタンパク質に着目したイネ白未熟粒の発生機構と適応技術

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本研究では、(ア)白未熟変異体「13-45」の原因遺伝子の翻訳産物であるプラスチド型70 kDa熱ストレスタンパク質2 (cpHsp70-2) 増強による高温耐性品種育成、(イ)プライミング効果を利用した高温耐性栽培技術の開発、(ウ)「13-45」の高い温度感受性を利用した高温ストレス応答機構の解明を当初研究計画に掲げた。(1)cpHsp70-2において、インド型品種と野生種の中から5つのミスセンス変異を、また、日本型品種「金南風」のプラスチド移行シグナルにアラニン2残基の挿入を見出した。このうち、「金南風」は品種「日本晴」よりも、開花後20日間の日最高気温平均値が35℃以上の場合に高い乳白率を示した。これより、cpHsp70-2の局在変化が乳白化に関与することが示唆された。一方、広く高温耐性品種を育成するために「13-45」に重イオンビームを再照射したところ、乳白率が有意に低下する系統を複数見出した。(2)「13-45」に登熟期の任意の2日間だけ高温処理を与えることで、開花後20日目（20DAF）頃に最も高温感受性が高くなることを明らかにしたが、20DAF前にあらかじめ穏和な高温ストレスを付与するプライミング処理を試みたところ、白未熟抑制効果は認められず、手法の改善が必要と考えられた。一方、出穂期の窒素施肥により、子実当たり同化産物供給量は必ずしも高くならないが、子実当たりcpHsp70-2発現量が高くなることで、乳白率が有意に低下する可能性が示唆された。(3)シンクサイズを制限した穂培養において、子実乾物重増加速度が「日本晴（51%増加）」より「13-45」で低かった（34%増加）ことから、「13-45」のショ糖受け入れ能力が低下していることが示唆された。「13-45」では、cpHsp70-2と同族の小胞体型70 kDa熱ストレスタンパク質BiPとcpHsp70-2の量比が変化しており、高温ストレス応答機構との関連が示唆された。