イネの生産性を規定する分げつ成長の窒素代謝を介した分子統御機構の解明

阐明氮代谢介导的分蘖生长分子控制机制，调节水稻生产力

• 批准号: 16J01799
• 负责人: 大橋 美和
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Nagoya University (2017-2018)Tohoku University (2016)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J01799/
• 关键词: イネ; 分げつ; 逆遺伝学; グルタミン合成酵素; 植物ホルモン; トランスオミクス; 腋芽; 窒素代謝

イネの分げつ数は、コメの収量を規定する一因である。本研究では、腋芽の伸長抑制により分げつ数が減少する、サイトゾル型グルタミン合成酵素1;2欠損変異体(gs1;2)を用いて、分げつ発達と窒素代謝の関連性及びその分子統御機構の解明を目指した。まず、トランスオミクス解析により、gs1;2幼植物地上部基部での転写・代謝産物及び植物ホルモンの変動を網羅的に解析した。その結果、GS1;2欠損が、代謝を大きく変化させることが明らかになった。平成30年度は、gs1;2地上部基部のアスパラギン量の減少に着目して解析を行った。アスパラギンは、グルタミンと同様に、主要な窒素の転流形態である。アスパラギンは、グルタミンを基質として、主にアスパラギン合成酵素(AS)によって生合成される。gs1;2地上部基部では、AS1の発現量が顕著に減少した。グルタミン供給に応答してAS1の発現量が増加したことから、gs1;2地上部基部では、グルタミン量の減少を介して、AS1の発現低下とアスパラギン量の減少が起きていることが示唆された。しかし、AS1欠損変異体イネでは、分げつ数は野生型と同程度であった。このことより、地上部基部でのAsn合成よりもGln合成が、分げつ伸長への重要性が高いことが示唆された。この成果は、RICE誌で公表した。さらに、gs1;2地上部基部のスクロース量の減少にも着目して解析した。スクロースは、光合成産物かつ炭素の主要な輸送形態である。gs1;2地上部基部では、スクロース合成の律速酵素の遺伝子であるサイトゾル型フルクトース1, 6ビスホスファターゼ2 (cFBP2)の発現量が減少した。cFBP2変異体では、基部のスクロース量および分げつ数が減少した。このことより、cFBP2が分げつ生長において重要な役割を担う可能性が示唆された。この成果は、RICE誌で公表した。

The number of points and the amount of points are specified. This study aimed to clarify the molecular control mechanisms of the molecular control mechanisms and the relationship between the inhibition of axillary bud elongation and the development of protein metabolism. the analysis of plant activity and metabolites in that aerial part of young plants GS1;2 Loss, metabolism, change, change, change in that year of Heisei 30, there was a decrease in the amount of soil at the base of the ground. The main elements of the flow pattern are: The enzyme synthesis process of the enzyme (AS) is carried out in the presence of the enzyme substrate. gs1;2 The amount of AS1 at the base of the ground decreases. the occurrence of AS1 in the upper part of the plant increases, and the occurrence of AS1 in the lower part decreases. AS1 is deficient in heterozygotes, and the number of heterozygotes is the same as that of wild type. The importance of the above ground part is high. The results of the RICE are listed below. The analysis of the decrease in the amount of ground floor space The main transport form of carbon is the product of photosynthesis. The amount of enzyme activity in the basal part of the plant decreased. cFBP2 is different, the base is different, the number of points is reduced This is the case with cFBP2, which is important for growth. The results of the RICE are listed below.

项目成果

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Reduction in sucrose contents by downregulation of fructose-1,6-bisphosphatase 2 causes tiller outgrowth cessation in rice mutants lacking glutamine synthetase1;2

• DOI: 10.1186/s12284-018-0261-y
• 发表时间: 2018-12
• 期刊: Rice
• 影响因子: 5.5
• 作者: Miwa Ohashi;Keiki Ishiyama;M. Kusano;A. Fukushima;S. Kojima;T. Hayakawa;T. Yamaya

Lack of Cytosolic Glutamine Synthetase1;2 Activity Reduces Nitrogen-Dependent Biosynthesis of Cytokinin Required for Axillary Bud Outgrowth in Rice Seedlings

• DOI: 10.1093/pcp/pcx022
• 发表时间: 2017-04-01
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Ohashi, Miwa;Ishiyama, Keiki;Hayakawa, Toshihiko
• 通讯作者: Hayakawa, Toshihiko

コメの生産性を規定するアンモニウム同化系酵素の新規な役割

铵同化酶在确定水稻生产力中的新作用

• 发表时间: 2016
• 期刊: 化学と生物
• 作者: 大橋美和;小島創一;早川俊彦
• 通讯作者: 早川俊彦

SEVERE REDUCTION IN THE AXILLARY BUD OUTGROWTH VIA METABOLIC DISORDER IN SEEDLINGS OF THE RICE MUTANT LACKING CYTOSOLIC GLUTAMINE SYNTHETASE1;2

缺乏胞质谷氨酰胺合成酶的水稻突变体幼苗中代谢紊乱导致腋芽生长严重减少1;2

• 发表时间: 2016
• 作者: Miwa Ohashi;Keiki Ishiyama;Miyako Kusano;Atsushi Fukushima;Soichi Kojima;Atsushi Hanada;Toshihiko Hayakawa;Yoshiya Seto;Junko Kyozuka;Shinjiro Yamaguchi;Tomoyuki Yamaya
• 通讯作者: Tomoyuki Yamaya