オオムギの浅根性を制御する遺伝子群の同定と湿害耐性への効果の解明

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本研究では元来耐湿性が低い作物であるオオムギの湿害耐性を向上させるために、オオムギの根系構造を変化させる遺伝子群を同定し、それら遺伝子の湿害耐性向上への効果を検証することを目的とする。昨年度、オオムギの品種間においてHvDRO1およびHvqSOR1の遺伝子変異が根伸長角度の品種間差異と関連することを明らかにした。今年度は、それら遺伝子に変異を保有する品種・系統を用いて重粘土圃場での湿害耐性試験を行った。葉色および稈長等の形質において湿害ストレスの影響が観察されたが、一部の系統で過度な過湿ストレスによる発芽不良を示したため、ストレス処理の強度および時期を検討する必要がある。また、水耕栽培によりオオムギ品種の低酸素条件下での根系の変化を評価したところ、根長や根毛の発達などで幅広い品種間差異が観察された。特に北陸地域で栽培されるオオムギ品種は水耕栽培において著しく短い根長と著しい根毛の発達を示した。これらの品種はエアレーションにより水耕溶液中の酸素濃度を上昇させると通常の根の生育を示したことから、観察された根系の変化は酸素濃度に応答したものであると推測された。根部のトランスクリプトーム解析を行った結果から、この根系の変化の品種間差異には活性酸素応答や光応答に関わる遺伝子群が関与することが考えられた。実際に、暗条件の水耕栽培ではほとんどの品種が低酸素条件下でも通常の根伸長を示したことから、根部の生育において低酸素応答と光応答に関わる遺伝子群が相互作用する可能性考えられた。