イネの窒素吸収を制御する根系機能の遺伝的特性と窒素環境応答に関する研究

水稻根系吸氮功能遗传特征及对氮环境的响应研究

• 批准号: 14J40030
• 负责人: 松波 麻耶
• 金额: $ 2.58万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J40030/
• 关键词: イネ; アクアポリン; 窒素輸送; 遺伝子発現解析; 根; 野外群落環境; アンモニウムトランスポーター; 硝酸トランスポーター; 窒素吸収; RNA抽出; 窒素輸送担体

これまでの研究成果により、圃場栽培した幅広い生育ステージの水稲根からRNAを抽出する方法を確立するとともに、主要な窒素の輸送担体についてのプライマーの整備を行った。遺伝子発現解析に用いる内在性コントロール遺伝子は、既往の研究で広く利用されている遺伝子を用いたが、フィールドで栽培した水稲根では、生育ステージが進むほど、これら遺伝子の発現レベルも大きく低下してしまうことが分かった。そこで、今年度は内在性コントロール遺伝子として有望な、より安定的発現を示す遺伝子を探索し、フィールドにおける水稲根の遺伝子発現解析手法を高度化することを目指した。TATA-binding proteinならびにCyclin domain containing proteinをコードする遺伝子の発現レベルを既往のコントロール遺伝子(Actin, Ubiquitinなど) と比較した。圃場栽培した水稲根を用いて、リアルタイムPCR解析を行った結果、生育期間を通じて全く発現が変動しない遺伝子は無かったものの、新規遺伝子は、従来のコントロール遺伝子よりも優れた安定性を示した。この内在性コントロール遺伝子を用い、フィールドでの水稲の根における遺伝子発現の日周変動や生育ステージでの変遷を解析した結果、フィールドにおける遺伝子の外部環境に対するダイナミックな応答性、各遺伝子間の共発現性、植物体内での水と窒素の輸送・代謝の関係についても興味深い結果が得られた。本研究では、分子生物学的手法に馴染みのない研究者でも取り組みやすいよう、簡便なRNA抽出法を提案した。これらの技術を活用し、多くのフィールド研究者が作物の実際に生育する場であるフィールドでの遺伝子発現動態を明らかにしていくことで、分子生物とフィールドサイエンスの双方の理解と発展が進み、革新的な品種開発や栽培技術の向上に寄与するものと期待している。

The results of this research are as follows: 1. Establishment of methods for extracting RNA from aquatic plants in nursery culture, 2. In the past, the use of genetic material in the analysis of genetic development was studied. The genetic material was used in the analysis of genetic development, and the genetic material was cultivated in water. The genetic material was used in the analysis of genetic development, and the genetic material was developed in a low level. This year, the inherent nature of the virus is expected to be stable, the discovery of the virus is expected to be explored, the analysis of the root of the virus is expected to be highly developed TATA-binding protein, Cyclin domain containing protein, protein development, and comparison with Actin, Ubiquitin The results of PCR analysis in field culture showed that the growth period was completely different from that in field culture, and the stability of field culture was improved. The results of the analysis of the changes in the daily cycle and growth cycle of the endogenous genes, the response of the endogenous genes to the external environment, the co-occurrence of the genes, and the transport and metabolism of the aquatic hormones in plants were obtained. In this study, we proposed a simple RNA extraction method based on molecular biology. With the use of this technology, many French researchers will be able to understand the dynamics of genetic discovery in the field of actual crop growth, and there is a great expectation for the understanding and development of both molecular biology and French services, as well as the development of innovative varieties and cultivation techniques.

项目成果

イネにおける浸透圧ストレス耐性の遺伝的変異と代謝物質変動の網羅的解析

水稻耐渗透胁迫遗传变异和代谢变异综合分析

• 发表时间: 2015
• 作者: Hidehiro Hayashi;Mari Murai-Hatano;Junko Ishikawa-Sakurai;Yoko Tominaga;Maya Matsunami;豊福恭子・松波麻耶・小川敦史;松波麻耶・豊福恭子・小川敦史
• 通讯作者: 松波麻耶・豊福恭子・小川敦史

Influence of potassium fertilization on uptake and distribution of stable cesium (133Cs) in plant in two rice cultivars, Takanari and Koshihikari

钾肥对高成和越光两个水稻品种植株吸收和分配稳定铯（133Cs）的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: Mari Murai-Hatano;Hidehiro Hayashi;Yoko Tominaga;Maya Matsunami;Junko Ishikawa;Shigeto Fujimura;Kazuki Togami;Kenzo Miura;Motohiko Kondo
• 通讯作者: Motohiko Kondo

栄養成長期における土壌水分ストレス下での水稲根の発達とアクアポリン遺伝子発現

营养生长期土壤水分胁迫下水稻根系发育及水通道蛋白基因表达

• 发表时间: 2015
• 作者: Hidehiro Hayashi;Mari Murai-Hatano;Junko Ishikawa-Sakurai;Yoko Tominaga;Maya Matsunami;豊福恭子・松波麻耶・小川敦史;松波麻耶・豊福恭子・小川敦史;松波麻耶・村井（羽田野）麻理・林秀洋・石川（櫻井）淳子
• 通讯作者: 松波麻耶・村井（羽田野）麻理・林秀洋・石川（櫻井）淳子

Genotypic Variation in Osmotic Stress Tolerance Among Rice Cultivars and Its Association with L-Type Lateral Root Development

水稻品种渗透胁迫耐受性的基因型变异及其与L型侧根发育的关系

• DOI: 10.1626/pps.18.246
• 发表时间: 2015
• 期刊: Plant Production Science
• 影响因子: 2.5
• 作者: Toyofuku;K.;Matsunami;M.;Ogawa;A.
• 通讯作者: A.

イネにおける窒素と水の吸収能・利用効率の遺伝的変異とその生理的要因に関する研究

水稻氮、水吸收利用效率遗传变异及其生理因素研究

• 发表时间: 2016
• 作者: 松波 麻耶;羽田野 麻理;林 秀洋;桑形 恒男;石川 淳子;松波麻耶・林秀洋・羽田野麻理・冨永陽子・横田のぞみ・石川淳子;羽田野麻理，松波麻耶，冨永陽子，石川淳子，藤村恵人，戸上和樹，三浦憲蔵，近藤始彦;羽田野麻理・松波麻耶・林秀洋・冨永陽子・石川淳子・藤村恵人・戸上和樹・三浦憲蔵・近藤始彦;松波麻耶・林秀洋・羽田野麻理・冨永陽子・横田のぞみ;松波麻耶
• 通讯作者: 松波麻耶