麦類に特徴的な、離層形成に依存しない種子の脱落機構の解明

阐明不依赖于小麦特征的脱落形成的种子脱落机制。

• 批准号: 18H02184
• 负责人: 小松田 隆夫
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18H02184/
• 关键词: 進化; 栽培起源; 植物遺伝; 植物育種; 細胞壁; 小穂脱落性; 穀物

栽培化された穀物は、祖先野生種と異なり成熟後も種子が自然には落ちない特徴をもち、これは収穫する上での利点でもある。しかし本来、成熟した種子の脱落は植物が拡散し生息域を広げるために重要な形質である。そこで本研究では遺伝研究に優れるオオムギをモデルに用いて、すでに細胞壁を薄くすることで種子脱落に関与することが分かっている二つの遺伝子Btr1とBtr2に着目し、その機能を解明する。コムギ連において小穂脱落性遺伝子Btr1とBtr2とそれらのホモログ遺伝子が存在するのに対し、コムギ連の系統進化的姉妹群にはBtr1とBtr2が存在せずホモログ遺伝子が存在することが、最新のゲノムアッセンブル情報から明らかになった。このことからBtr1とBtr2はコムギ連においてのみ特異的に、祖先型遺伝子からの重複で生じたことが明らかになった。Aegilops longissimaにおいては穂の中央部1-2箇所の節でのみ離層ができるため、成熟して穂の上下二つの断片、あるいは二つの穂の断片と中央に一個の単独の種子が生ずる。この理由が、小穂非脱落遺伝子Btr1が下位の数節でのみ発現し、Btr2が穂の中位の数節でだけ発現することにより、両遺伝子発現が重なる中央部の1-2節のみでBtr1とBtr2が相補し、離層での離脱が生じることを発見した。広く麦類では穂軸節の上に離層が形成されクサビ型の種子ができるが、Aegilops tauschii においては例外的に穂軸節の下に離層が形成され樽型の種子になる。この理由が小穂非脱落遺伝子Btr2がAe. tauschii では二つに重複しており、そのうちの一コピーが穂軸節の下で異所的に発現するためであることを発見した。本研究によりこれまで全く分かっていなかったイネ科植物の進化メカニズムの一端が解明され、麦類が繁栄し栽培化されてきた過程の一端が解明された。

Culture change さ れ た grain は, wild ancestors と different な り mature seeds も が natural に は fall ち な い, 徴 を も ち, こ れ は 収 won す る on で の tartness で も あ る. The original, mature た seed た shedding た plant が拡 scattering <s:1> habitat を wide げるために important な form である. そ こ で this study で は heritage 伝 research に optimal れ る オ オ ム ギ を モ デ ル に with い て, す で に thin cell wall を く す る こ と で seed shedding に masato and す る こ と が points か っ て い る two つ の posthumous son 伝 Btr1 と Btr2 に mesh し, そ の function を interpret す る. コ ム ギ even に お い て small meet son off sex but 伝 Btr1 と Btr2 と そ れ ら の ホ モ ロ グ posthumous son 伝 が exist す る の に し, seaborne コ ム ギ even の system evolution and sisters group に は Btr1 と Btr2 が exist せ ず ホ モ ロ グ posthumous son 伝 が exist す る こ と が and latest の ゲ ノ ム ア ッ セ ン ブ ル intelligence か ら Ming ら か に な っ た. こ の こ と か ら Btr1 と Btr2 は コ ム ギ even に お い て の み に, ancestors of specific 伝 son か ら の repeat で raw じ た こ と が Ming ら か に な っ た. Aegilops longissima に お い て は meet の central part 1-2 section is の で の み abscission が で き る た め, mature し て meet の fluctuation two つ の fragment, あ る い は two つ の meet の fragment と central に a の 単 born alone の seed が ず る. こ の reason が, small meet do not fall off but 伝 Btr1 が section under a number of の で の み 発 し, Btr2 が meet の median の で of several だ け 発 now す る こ と に よ り, struck but 伝 発 now が heavy な る central department の 1-2 day の み で Btr1 と Btr2 が phase fill し, abscission で の from が off raw じ る こ と を 発 see し た. Hiroo く of wheat and barley で は meet cardo の が に abscission layer is formed on the さ れ ク サ ビ type の seed が で き る が, Aegilops tauschii に お い て は exceptions に meet cardo の が に abscission layer formed さ れ bottles type の seed に な る. こ の reason が small meet do not fall off but 伝 Btr2 が Ae. Tauschii で は two つ に repeat し て お り, そ の う ち の a コ ピ ー が meet shaft section で vision under の に 発 now す る た め で あ る こ と を 発 see し た. This study に よ り こ れ ま で く points か っ て い な か っ た イ ネ plants の evolution メ カ ニ ズ ム の end が interpret さ れ, wheat and barley が numerous tech students.their ownship し cultivation the さ れ て き た process の end が interpret さ れ た.

项目成果

The Brittle Rachis Trait in Species Belonging to the Triticeae and Its Controlling Genes Btr1 and Btr2

• DOI: 10.3389/fpls.2020.01000
• 发表时间: 2020-07-22
• 期刊: FRONTIERS IN PLANT SCIENCE
• 影响因子: 5.6
• 作者: Zeng, Xiaoxue;Mishina, Kohei;Komatsuda, Takao
• 通讯作者: Komatsuda, Takao

IPK(ドイツ)

IPK（德国）

Tel Aviv University, Tel Aviv(イスラエル)

特拉维夫大学，特拉维夫（以色列）

「標準」になったオオムギ標準品種コレクション

已成为“标准”的大麦标准品种集合

• 发表时间: 2018
• 作者: Pourkheirandish Mohammad;Kanamori Hiroyuki;Wu Jianzhong;Sakuma Shun;Blattner Frank R.;Komatsuda Takao;Takao Komatsuda;小松田 隆夫
• 通讯作者: 小松田 隆夫

University of California(米国)

加州大学（美国）