イネ科作物の耐湿性強化に寄与する根の酸素漏出バリア形成機構の解明と応用

有助于增强草类作物耐湿性的根部漏氧屏障形成机制的阐明和应用

• 批准号: 14J04422
• 负责人: 渡邊 宏太郎
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J04422/
• 关键词: トウモロコシ; 耐湿性; ニカラグアテオシント; 酸素漏出バリア; スベリン; リグニン; Zea nicaraguensis; 染色体断片置換系統

植物の根に形成される酸素漏出バリアは耐湿性に寄与する。トウモロコシ（Zea mays, ssp. mays ‘Mi29’）は強固な酸素漏出バリアを形成できず、湛水条件で湿害を受けやすい。一方、トウモロコシの近縁種であるニカラグアテオシント（Zea nicaraguensis）は酸素漏出バリア形成能を持ち、高い耐湿性を示す。本研究では、トウモロコシとニカラグアテオシントを用いて、酸素漏出バリア形成能を制御する遺伝子を特定することを目的としている。本年度は以下の実験を行い、成果を得た。(1)高精度遺伝子マッピングを行った結果、酸素漏出バリア形成を制御する染色体領域は3番染色体短腕の約232 kbに座乗する事が示唆された。(2)領域内に存在が推定されている遺伝子について発現解析を行った結果、転写因子をコードすると推定される遺伝子（遺伝子A）が酸素漏出バリア形成の見られる根端周辺部で発現が高いことが分かった。また、Laser Microdissectionを用いて根における組織別遺伝子発現解析を行ったところ、遺伝子Aでは酸素漏出バリアが形成される根表層で高発現していることが分かった。(3)トウモロコシとニカラグアテオシントにおける遺伝子Aの塩基配列の解読を行ったところ、トウモロコシでは、トランスポゾンの挿入が検出されたがニカラグアテオシントではトランスポゾンの挿入は見られなかった。これらの結果から、ニカラグアテオシントでは、転写因子をコードすると推定される遺伝子Aが根表層で発現することにより酸素漏出バリアが形成されることが示唆された。トウモロコシでは、遺伝子Aがトランスポゾンの挿入により機能的なタンパク質の翻訳が阻害されるため、酸素漏出バリアが形成できないと考えられる。

The <s:1> roots of plants に form される acid substances that leak out バリア に moisture tolerance に is sent to する. ト ウ モ ロ コ シ (Zea mays, SSP, mays' Mi29) は strong element な acid leaking バ リ ア を form で き ず, cham water condition で moisture damage を by け や す い. Party, ト ウ モ ロ コ シ の about try species で あ る ニ カ ラ グ ア テ オ シ ン ト (Zea nicaraguensis) element は acid leaking バ リ ア formation can を hold ち, high い を during す. This study で は, ト ウ モ ロ コ シ と ニ カ ラ グ ア テ オ シ ン ト を with い て, acid leaking バ リ ア can form を suppression す る heritage 伝 son を specific す る こ と を purpose と し て い る. In the current year, を of the following <s:1> practical experience を and achievements を and た. (1) high precision heritage 伝 son マ ッ ピ ン グ を line っ た results, acid leaking バ リ ア form を suppression す る field は 3 times chromosomes short arm の about 232 KB に 乗 す が る things in business さ れ た. (2) within the territory に exist presumption が さ れ て い る heritage 伝 son に つ い て 発 now line analytical を っ た results, planning to write factor を コ ー ド す る と presumption さ れ る heritage 伝 child (legacy 伝 son A) element が acid leaking バ リ ア form の see ら れ る radicular weeks 辺 department で 発 now が high い こ と が points か っ た. ま た, Laser Microdissection を with い て root に お け る organizations don't heritage 伝 son 発 now line analytical を っ た と こ ろ, but 伝 A で は leaking acid element バ リ ア が form さ れ る high root surface で 発 now し て い る こ と が points か っ た. (3) ト ウ モ ロ コ シ と ニ カ ラ グ ア テ オ シ ン ト に お け る heritage 伝 son A の salt base with column の solution 読 を line っ た と こ ろ, ト ウ モ ロ コ シ で は, ト ラ ン ス ポ ゾ ン の scions into が 検 out さ れ た が ニ カ ラ グ ア テ オ シ ン ト で は ト ラ ン ス ポ ゾ ン の scions into は see ら れ な か っ た. こ れ ら の results か ら, ニ カ ラ グ ア テ オ シ ン ト で は, planning to write factor を コ ー ド す る と presumption さ れ る heritage 伝 son A が root surface で 発 now す る こ と に よ り leaking acid element バ リ ア が form さ れ る こ と が in stopping さ れ た. ト ウ モ ロ コ シ で は, but 伝 A が ト ラ ン ス ポ ゾ ン の scions into に よ り functionary な タ ン パ ク qualitative の turn 訳 が resistance against さ れ る た め, acid leaking バ リ ア が form で き な い と exam え ら れ る.

项目成果

A locus controlling formation of a barrier to radial oxygen loss is located on chromosome 3 in Zea nicaraguensis

控制径向氧损失屏障形成的基因座位于尼加拉瓜玉米的 3 号染色体上

• 发表时间: 2016
• 作者: Kohtaro Watanabe;Hirokazu Takahashi;Saori Sato;Shunsaku Nishiuchi;Fumie Omori;Timothy David Colmer;Yoshiro Mano & Mikio Nakazono
• 通讯作者: Yoshiro Mano & Mikio Nakazono

ニカラグアテオシントのもつ酸素漏出バリアとスベリン、リグニンの関係

Nicaraguateosinte与木栓质和木质素的漏氧屏障的关系

• 发表时间: 2016
• 作者: 渡邊宏太郎;西内俊策;佐藤彩織;大森史恵;高橋秀和;間野吉郎;中園幹生
• 通讯作者: 中園幹生

ニカラグアテオシントの酸素漏出バリア形成に関与する染色体領域の特定

尼加拉瓜漏氧屏障形成涉及的染色体区域的鉴定

• 发表时间: 2015
• 作者: 渡邊宏太郎;西内俊策;佐藤彩織;大森史恵;高橋秀和;間野吉郎;中園幹生
• 通讯作者: 中園幹生