マメ科植物と根粒菌による共生窒素固定能強化の分子基盤解明及び作物への応用

阐明豆科植物和根瘤菌共生固氮增强的分子基础及其在作物中的应用

基本信息

  • 批准号:
    11J03498
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.9万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2011 至 2012
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

マメ科植物は根粒菌と共生し、根に根粒を形成する。根粒は大気中の窒素を、植物が利用可能な窒素に固定してマメ科植物に供給しており(窒素固定)、共生窒素固定能を高める事でマメ科植物の収量増加および化学窒素肥料使用量の削減につながると考えられている。そこで、共生窒素固定能強化の分子メカニズムの解明することで、マメ科植物の収量を増加させる事を目標に研究を遂行した。初めに、マメ科モデル植物であるミヤコグサを実験材料とし、ABA低感受性変異体enf1の単離と特徴解析を行なった。enf1変異体は生育に特に悪影響がなく窒素固定活性が上昇し、収量に正の影響をもたらす新規の変異体である。マイクロアレイ解析の結果、enf1変異体は、Thioredoxine like遺伝子(Trxl)の発現量が野生型MG20と比べて大きく減少しており、毛状根形質転換系を作成したところ、発現量と根粒数に負の相関があることが明らかになった。以上の結果から、Trx1遺伝子が窒素固定能強化に有用な遺伝子である可能性が示唆された。そして、Trx1遺伝子発現量を基準としたラフマッピングおよび、次世代ゲノムシーケンサーによるネガティブシーケンスを行い、原因遺伝子の候補を選抜する事が出来た。次に、RI系統を利用した、共生窒素固定活性に関与するQTL解析を行い、窒素固定活性を制御するゲノム領域の探索を試みた。その結果、ミヤコグサの第4染色体上のTM0832マーカー近傍に、共生窒素固定活性と収量に影響を与えるゲノム領域を見出し、同領域に窒素固定活性制御遺伝子Sen1が存在する事が明らかになった。Sen1遺伝子はRI系統の親品種であるMG20とB129間で1アミノ酸の欠失が見られたことから、上記QTLの原因である可能性が示唆された。また、ダイズSen1遺伝子も種子重のQTLと同位置に存在し、さらに品種間でアミノ酸置換が存在していたことから、Sen1遺伝子は分子育種の有用なマーカーになりうると考えられた。
The symbiosis of rhizobacteria and the formation of root grains in the plants of the family Araceae. Asphyxiate in the root grain, asphyxiant in the root grain, asphyxiant in the root grain, asphyxiate in the root grain, asphyxiant in the root grain, asphy The fixation of symbiotic asphyxia and symbiotic asphyxia can strengthen the molecular weight of the plant, the quantity of the plant and the purpose of the study. In the primary and secondary schools, plant materials, ABA low-sensitive materials and enf1 isolates were analyzed in this paper. The effect of enf1 on the activity of asphyxiate fixation is positive. The results of the analysis of the results, enf1, Trxl, wild-type MG20, hairy root and hairy root were analyzed. The results showed that the results of the analysis, the results of the analysis of the results, the results of the analysis of the results, The above results show that asphyxiant fixation of Trx1 can enhance the possibility of abstinence and abstinence. In the first place, the basic level of Trx1 is the same as that of the next generation, and the reason is to select the right thing to happen. Secondary and RI systems were used to explore the field of drug control by using asphyxiant fixed activity, symbiotic asphyxiate immobilization activity, QTL analysis and asphyxiate fixation activity. The results showed that there were significant differences in TM0832 activity, symbiotic asphyxia fixation activity, and the presence of asphyxia immobilization activity in the production of Sen1 in the same field. In the case of the Sen1 system, there is a lack of information on the possibility of the failure of the RI system, which is caused by the failure of the MG20 system, the QTL system, and the QTL system. In the same location of Sen1, there is no difference in the location of QTL in the same location, and in the presence of acid in the same location, the molecular breeding of Sen1 is very useful in molecular breeding.

项目成果

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专利数量(0)
Additional cause for reduced JA-Ile in the root of a Lotus japonicus phyB mutant
百脉根 phyB 突变体根部 JA-Ile 减少的其他原因
  • DOI:
    10.4161/psb.20407
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shigeyama T;Tominaga A;Arima S;Sakai T;Inada ;Jikumaru ;Kamiya ;Uchiumi ;Abe M;Hashiguchi M;Akashi R;Hirsch AM;and Suzuki A;Shigeyama T;Tominaga A;Arima S;Sakai T;Inada ;Jikumaru ;Kamiya ;Uchiumi ;Abe M;Hashiguchi M;Akashi R;Hirsch
  • 通讯作者:
    Hirsch
学生優秀発表賞
学生优秀演讲奖
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Quantitative trait locus analysis of symbiotic nitrogen fixation activity in the model legume Lotus japonicus
  • DOI:
    10.1007/s10265-011-0459-1
  • 发表时间:
    2011-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Akiyoshi Tominaga;T. Gondo;R. Akashi;Shao-hui Zheng;S. Arima;A. Suzuki
  • 通讯作者:
    Akiyoshi Tominaga;T. Gondo;R. Akashi;Shao-hui Zheng;S. Arima;A. Suzuki
ビタミンB6代謝というミヤコグサ・根粒菌共生の新規メカニズムに関する研究
百脉根与根瘤菌共生维生素B6代谢新机制研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Suzuki A;Suriyagoda L;Shigeyama T;Tominaga A;Sasaki M;Hiratsuka Y;Yoshinaga A;Arima S;Agarie S;Sakai T;Inada S;Jikumaru Y;Kamiya Y;Uchiumi T;Abe M;Hashiguchi M;Akashi R;Sato S;Kaneko T;Tabata S;Hirsch AM;富永晃好
  • 通讯作者:
    富永晃好
Lotus japonicus nodulation is photomorphogenetically controlled by sensing the red/far red (R/FR) ratio through jasmonic acid (JA) signaling
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ジベレリン散布によるウンシュウミカンの花成抑制
喷施赤霉素抑制柑橘开花的研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    八幡 昌紀;永嶋 友香;大寺 佑典;杉浦 颯希;周藤 美希;富永 晃好;向井 啓雄;國武 久登;澤山芽衣・田中美沙希・徳原尚樹・古藤田信博
  • 通讯作者:
    澤山芽衣・田中美沙希・徳原尚樹・古藤田信博
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利用核SSR标记评价九州地区野生绣球花种群遗传多样性。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
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    0
  • 作者:
    八幡 昌紀;永嶋 友香;大寺 佑典;杉浦 颯希;周藤 美希;富永 晃好;向井 啓雄;國武 久登;澤山芽衣・田中美沙希・徳原尚樹・古藤田信博;岸本宗和,井上絵梨,山本哲南,小林勇太,奥田 徹;原田千二朗・山本将・迫村崇史・阿部裕汰・堀田智輝・川久保美瑠・山本祐和・宿谷祥吾・森本隼人・半田高
  • 通讯作者:
    原田千二朗・山本将・迫村崇史・阿部裕汰・堀田智輝・川久保美瑠・山本祐和・宿谷祥吾・森本隼人・半田高
副梢栽培における収穫量の増加が果実成分含有量に及ぼす影響
副作增产对果实成分含量的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    八幡 昌紀;永嶋 友香;大寺 佑典;杉浦 颯希;周藤 美希;富永 晃好;向井 啓雄;國武 久登;澤山芽衣・田中美沙希・徳原尚樹・古藤田信博;岸本宗和,井上絵梨,山本哲南,小林勇太,奥田 徹
  • 通讯作者:
    岸本宗和,井上絵梨,山本哲南,小林勇太,奥田 徹
カンキツMFT遺伝子(CuMFT)の機能解析
柑橘MFT基因(CuMFT)的功能分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    八幡 昌紀;永嶋 友香;大寺 佑典;杉浦 颯希;周藤 美希;富永 晃好;向井 啓雄;國武 久登;澤山芽衣・田中美沙希・徳原尚樹・古藤田信博;岸本宗和,井上絵梨,山本哲南,小林勇太,奥田 徹;原田千二朗・山本将・迫村崇史・阿部裕汰・堀田智輝・川久保美瑠・山本祐和・宿谷祥吾・森本隼人・半田高;澤山芽衣・徳原尚樹・野田孝幸・古藤田信博
  • 通讯作者:
    澤山芽衣・徳原尚樹・野田孝幸・古藤田信博

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無花粉変異体の解析による超日持ち性ガーベラの作出
通过分析无花粉突变体创造超长寿命的非洲菊
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    22K05628
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    2022
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    $ 0.9万
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