① 作物の物質生産・生長・分化・環境応答機構の解明

• 課題番号: 2015027896
• 研究機関名: 農業生物資源研究所
• 協力分担関係: 富山県農林水産総合技術センター
• 研究期間: 2011-2015
• 年度: 2015
• 摘要: １．イネ属特有の代謝酵素、葉緑体型PEPCは、根から吸収したアンモニアの同化に重要な役割を担っている。構成的プロ モーター制御下で本酵素を過剰発現させたところ、イネの栄養生長が大きく促進された。窒素栄養条件にかかわらず促進が見られることから、葉緑体型PEPCの過剰発現でアンモニア同化のみならず光合成を含む一次代謝が促進される可能性が示された。; ２．古代米として知られる紫黒米（しこくまい）は、イネの栽培化の過程で選抜され、古代中国皇帝への献上品等として珍重されてきた。この紫黒米形質がKala4遺伝子の制御領域の変異に起因すること、白米品種ではKala4遺伝子はほとんど働かないが、紫黒米品種では発達中の果皮で特異的に働き、紫黒色の原因物質アントシアニン合成のための遺伝子群の働きを誘導することを明らかにした。Kala4遺伝子の制御領域の利用により、食味を変えずに白米を紫黒米に変えることが可能となった。; ３．コシヒカリの染色体の一部を、日本、東南アジア、西アジア、アフリカのイネ10品種それぞれの染色体断片で置換した系統（10集団、429系統）を用い、田植え時期を遅らせたときの出穂期の変動を調べた。既知の出穂期関連遺伝子の重要性が再確認されるととも に、アミノ酸配列の変異で出穂期を多様に変える遺伝子や、栽培時期の違いで異なる表現型を示す遺伝子があることがわかった。歴史的に新しい変異とイネ祖先種で起こった古い変異がともにイネの栽培域の拡大に寄与したことも明らかにされた。出穂期制御に関わる遺伝子の変異を詳細に調べることで、同一イネ品種の出穂期の段階的調節に結びつくと考えられる。; ４．光環境と気温を制御した環境の下、イネは30分の日長の差を検知できる。日射と気温が大きく変動する野外環境で、イネの体内時計がどの程度正確に時を刻んでいるか調べた。日射と気温の二環境因子応答モデルで体内時計関連遺伝子群の発現パターンを表現するモデルを構築したところ、16個の体内時計関連遺伝子の発現パターンからイネ葉のサンプリング時刻を約20分の精度で推定できることがわかった。このことは、野外環境においても体内時計が充分に高い精度で日長を認識できることを示している。; ５．大気CO2濃度の上昇は穀類に含まれるZn、Fe等の必須元素の含量を低下させ、見えざる饑餓を引き起こすと考えられている。葉物 野菜や飼料作物のメタ解析により、穀類の種子ではほとんど影響されないMn等の元素含量が低下し、被害はより広範囲に及ぶと推測された。フロー分析によりイネ玄米の元素含量低下が元素の吸収と再転流の低下に起因することを見いだすとともに、再転流を高める染色体領域の導入で元素含量低下を軽減させることができた。
• カテゴリ: コスト 飼料作物 品種 良食味