作物のカルシウム欠乏耐性育種のための分子基盤構築

为培育作物耐受缺钙奠定分子基础

• 批准号: 17J06965
• 负责人: 鹿内 勇佑
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J06965/
• 关键词: カルシウム欠乏; カロース; カルシウム; シロイヌナズナ

前年度に引き続き, シロイヌナズナの低カルシウム耐性におけるカロースの役割の解析と, 低カルシウム耐性に関与する遺伝子の同定を行なった.カロースの役割の低カルシウム耐性の解析については, 前年度に引き続きカロース合成酵素遺伝子（GSL）変異株の解析を中心に行なった. シロイヌナズナに12あるGSL遺伝子のそれぞれの破壊株・変異株の死細胞の染色とカロース蓄積の観察を行なった. その結果, 低カルシウム条件でのカロースの蓄積の少ない系統では低カルシウム条件において顕著な細胞死を示すことが明らかになった. また, これらの系統の複数の組み合わせでの二重変異株の解析から, GSL遺伝子は低カルシウム条件での細胞死抑制に相加的に寄与することを見いだした. また, カロースの細胞死抑制への役割を調べるため, 活性酸素種の染色を行なった. その結果, 低カルシウム条件では過酸化水素の蓄積が見られ, その程度はgsl10変異株で大きいことを見いだし, 低カルシウム条件での細胞死におけるカロースと活性酸素種の関与が示唆された. なお, 前年度までに得ていたGSL10遺伝子に関するデータについては論文にまとめ, 受理された.低カルシウム耐性に関与する遺伝子の同定を目的として, 低カルシウム感受性の変異株の遺伝学的解析とGWASを行なった. F3バルクDNAの次世代シーケンス解析を行ない, 候補領域を同定し候補原因遺伝子のリストを作成した. さらに, GWASで得られた候補領域中の遺伝子の変異株の表現型解析を行なった. 現在, 原因遺伝子の確定にまでは至っていないが, 上記の解析結果は未知の低カルシウム耐性遺伝子座の存在を示している.

In the previous year, the analysis and identification of the low level resistance of the species and the identity of the species. The analysis of resistance to low temperature and high temperature in the early years was conducted in the center of the analysis of different strains of GSL. The detection of the accumulation of GSL genes in the cells of the diseased plants and mutant plants. As a result, the accumulation of cells in the system under the condition of low concentration is reduced. In addition, the analysis of multiple heterozygotes in this system, the GSL gene, under the condition of low cell death inhibition, is divided into two parts. The cell death inhibition effect was regulated by the active acid species staining. As a result, the accumulation of hyperacidified water element was observed under low concentration conditions, and the degree of hyperacidified water element accumulation was observed under high concentration conditions, and the relationship between active acid species and cell death was observed under low concentration conditions. GSL10 is the last year's GSL10 publication. The genetic analysis and GWAS of different plants with low tolerance were carried out. The next generation of F3 DNA is analyzed, and the candidate fields are determined. In addition, GWAS was able to analyze the phenotype of different plants in candidate fields. Now, the result of the analysis is unknown and the existence of the low level resistant loci is indicated.

项目成果

シロイヌナズナのカロース合成酵素遺伝子の低Ca耐性における作用部位と作用様式の解析

拟南芥胼胝质合酶基因在低钙耐受中的作用位点及作用方式分析

• 发表时间: 2018
• 作者: 鹿内勇佑;山上睦;重信秀治;山口勝司;神谷岳洋;藤原徹
• 通讯作者: 藤原徹

シロイヌナズナ GSL 遺伝子ファミリーの欠損と低 Ca 条件で起こる細胞死との関係

拟南芥GSL基因家族缺陷与低Ca条件下细胞死亡的关系

• 发表时间: 2019
• 作者: 鹿内勇佑;淺田真由;黒木俊作;山上睦;重信秀治;山口勝司;神谷岳洋;藤原徹
• 通讯作者: 藤原徹

カロース合成は低カルシウム条件による細胞死の拡大を抑制する

胼胝质合成抑制低钙条件诱导的细胞死亡扩大

• 发表时间: 2018
• 作者: Yusuke Shikanai;Ryosuke Yoshida;Tomoko Hirano;Yusuke Enomoto;Yuko Kawara;Baohai Li;Mayu Asada;Mutsumi Yamagami;Shuji Shigenobu;Katsushi Yamaguchi;Shinichiro Sawa;Hiroki Okada;Yoshikazu Ohya;Takehiro Kamiya and Toru Fujiwara
• 通讯作者: Takehiro Kamiya and Toru Fujiwara

Analysis Of The Relationship Between Reactive Oxygen Species And Callose In Low-Ca Response In Arabidopsis

拟南芥低钙反应中活性氧与胼胝质的关系分析

• 发表时间: 2020
• 作者: Yusuke Shikanai;Takehiro Kamiya;Toru Fujiwara
• 通讯作者: Toru Fujiwara

Analysis of contribution of GSL family to low-Ca tolerance in Arabidopsis thaliana

GSL家族对拟南芥低钙耐受性的贡献分析

• 发表时间: 2019
• 作者: Yusuke Shikanai;Mayu Asada;Shunsaku Kuroki;Mutsumi Yamagami;Shuji Shigenobu;Katsushi Yamaguchi;Takehiro Kamiya;Toru Fujiwara
• 通讯作者: Toru Fujiwara