光合成効率の向上と頑健性強化を両立させたイネ作出への挑戦

生产兼具提高光合作用效率和增强稳健性的水稻的挑战

• 批准号: 21K14758
• 负责人: 菅波 眞央
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Fukushima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14758/
• 关键词: 光合成; イネ; Rubisco; Rubisco activase; フラビンタンパク質; P700酸化; 頑健性

本年度は、本研究の材料の一つであるRBCS-RCA二重増強イネについて、3段階の窒素栄養条件で栽培し、光合成速度と葉身窒素量の関係性について詳細な解析を行った。RBCS-RCA二重増強イネの光合成速度は、高窒素条件では野生型イネと比べてほとんど変化がないが、低窒素条件では顕著に向上しており、低窒素条件になるほど光合成能力向上の効果が高いことが明らかとなった。次に、RBCS-RCA-FLV三重増強イネの光合成機能解析に取り組んだ。昨年度、導入遺伝子が全てホモ化した個体を選抜しており、本年度は選抜系統の光合成機能解析を行った。RBCS-RCA二重増強イネは、酸化型P700の割合が野生型イネと比べて低下しており、強光照射により光化学系Iの光阻害が生じるのに対し、RBCS-RCA-FLV三重増強イネでは酸化型P700の割合は野生型イネと同レベルまで回復し、強光照射を行っても光化学系Iの光阻害は認められなかった。また、RBCS-RCA-FLV三重増強イネの光合成速度は、野生型イネよりも有意に高かった。さらに、RBCS増強イネ、RBCS-RCA二重増強イネと比べても、高い傾向が見られた。次年度の解析では、解析サンプル数を増やすとともに、今年度のRBCS-RCA二重増強イネの結果を踏まえ、栽培する栄養条件を変えて、低窒素条件において、より顕著な光合成速度向上効果が見られるか検証する予定である。その他関連する研究として、イネの生産性向上に関わるQTL探索手法を確立し、研究成果を国際誌Plant Physiologyにて発表した。

This year, the relationship between the RBCS-RCA double enhancement factor and the three-stage nutrient cultivation condition, photosynthetic rate and leaf nutrient content was analyzed in detail. RBCS-RCA double enhancement of photosynthetic rate, high temperature conditions, reverse wild-type, reverse high temperature conditions, reverse high temperature conditions. Second, RBCS-RCA-FLV triple enhancement function analysis of the synthesis of light selected groups. Last year, the introduction of a complete set of individual selection, this year's selection system of optical synthesis function analysis RBCS-RCA-FLV triple enhancement was performed on the cleavage of P700 and P700. The cleavage of P700 and P700. The photosynthetic rate of RBCS-RCA-FLV triple enhancement protein is higher than that of wild-type protein. In addition, RBCS enhancement, RBCS-RCA dual enhancement and high middle tendency are observed. This year's RBCS-RCA double enhancement results are determined by the analysis of the next year, the increase in the number of analytical units, and the increase in the number of analytical units. QTL exploration methods related to other studies and production were established, and the results were reported in the International Journal of Plant Physiology.

项目成果

日本のダイズ品種を中心としたGWAS解析集団の構築

建立以日本大豆品种为重点的 GWAS 分析小组

• 发表时间: 2022
• 作者: 菅波 眞央;高橋 秀和;吉田 英樹;二瓶 直登;石川 大太郎;牧 雅康;佐藤 郁恵;吉田 晋弥;小島 創一;渡辺 正夫;松田 幹;松岡 信
• 通讯作者: 松岡 信

ゲノム育種の加速化に有効なレガシーデータを活用したGWAS.

GWAS 利用遗留数据加速基因组育种。

• 发表时间: 2022
• 作者: 菅波眞央;小島創一;吉田英樹;Fanmiao Wang;森中洋一;渡辺正夫;松田幹;松岡信
• 通讯作者: 松岡信

高品質・良食味米を安定生産する福島県大玉村における同一水田産米の微細構造の特徴

福岛县大玉村同一稻田生产的稻米的微观结构特征，稳定生产优质、美味的稻米

• 发表时间: 2022
• 作者: 新田 洋司;渡邊 芳倫;二瓶 直登;菅波 眞央;菅野 昭裕;藤田 良男;渡辺 雅彦;佐々木 正博
• 通讯作者: 佐々木 正博

Suppression of chloroplast triose phosphate isomerase evokes inorganic phosphate-limited photosynthesis in rice

水稻叶绿体磷酸丙糖异构酶的抑制引起无机磷酸盐限制的光合作用

• DOI: 10.1093/plphys/kiab576
• 发表时间: 2021
• 期刊: Plant Physiology
• 影响因子: 7.4
• 作者: Suzuki Yuji;Ishiyama Keiki;Yoon Dong-Kyung;Takegahara-Tamakawa Yuki;Kondo Eri;Suganami Mao;Wada Shinya;Miyake Chikahiro;Makino Amane
• 通讯作者: Makino Amane

Introduction of flavodiiron protein rescues defects in electron transport around PSI due to overproduction of Rubisco activase in rice

黄二铁蛋白的引入可挽救由于水稻中 Rubisco 激活酶过量产生而导致 PSI 周围电子传输的缺陷

• 发表时间: 2022
• 作者: Suganami Mao;Konno So;Maruhashi Ryo;Takagi Daisuke;Tazoe Youshi;Wada Shinya;Yamamoto Hiroshi;Shikanai Toshiharu;Ishida Hiroyuki;Suzuki Yuji;Makino Amane
• 通讯作者: Makino Amane