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

基本信息

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

项目摘要

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。

植物根部形成的氧泄漏屏障有助于耐水性。玉米（Zea Mays，ssp。Mays'Mi29'）不能形成强大的氧气泄漏屏障，并且在洪水条件下容易受到水分损害。另一方面，玉米的近亲尼加拉古植物（Zea Nicaraguesis）具有形成氧气泄漏屏障并表现出较高的耐水性。这项研究旨在鉴定调节使用玉米和尼加拉吉群形成氧气泄漏屏障的能力的基因。今年，我们进行了以下实验并取得了结果。（1）高精度基因映射表明，控制氧气泄漏屏障的形成的染色体区域位于染色体3的短臂的约232 kb处。（2）表达分析。（2）在该区域中存在于该区域中存在的time the the the Intecrip and and a distem necormenty的基因上进行的基因进行了代码（Genee a）。观察到氧泄漏屏障的形成。此外，当使用激光显微解剖在根中进行组织特异性基因表达分析时，发现基因A在形成氧泄漏屏障的根表面上高度表达。（3）当在玉米和尼加拉古植物中对基因A的碱基序列解密时，在玉米中检测到转座子插入，但在尼加拉古氏菌中未观察到转座子插入。这些结果表明，在尼加拉吉植物学上，当被视为编码转录因子的基因A以根表面表达时，形成氧泄漏屏障。在玉米中，人们认为不能形成氧气泄漏屏障，因为将基因A插入转座子中会抑制功能蛋白的翻译。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
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

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

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
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