Elucidation of the mechanism of waterlogging tolerance in genus Zea and its application to molecular breeding

玉米属耐涝机制阐明及其在分子育种中的应用

基本信息

批准号：
21H04724
负责人：
中園幹生
金额：
$ 26.79万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、耐湿性の高いZea nicaraguensis（ニカラグアテオシント）の持つ酸素漏出（ROL）バリア形成と地表根形成の制御機構を解明するとともに、還元耐性に寄与する責任遺伝子の同定と根圏微生物叢との関係性の解析を行うことで、ニカラグアテオシントの耐湿性獲得機構の全容を明らかにする。さらに、これらの耐湿性遺伝子を全て集積した系統を作出し、耐湿性を強化したトウモロコシの品種育成を推進することを本研究の目的とする。令和4年度までに、ROLバリア形成制御遺伝子であるRBF1/Qarf3.04によるROLバリア形成制御機構と地表根形成制御機構を解明するために、RBF1/Qarf3.04を導入した準同質遺伝子系統と対照系統のROLバリア形成部位である根の外層、または根端部をレーザーマイクロダイセクション（LM）で単離し、RNA抽出後、RNA-Seqを実施する計画であった。また、ニカラグアテオシントの第9染色体短腕に見出された還元耐性に関するQTL（Qft-rd9.01-9.04）の領域で組換えを起こした系統のシリーズを用いて、トウモロコシSNPタイピング解析を行い、Qft-rd9.01-9.04のマッピングを行った。一方で、ニカラグアテオシントの還元耐性遺伝子を導入したトウモロコシ系統とその対照系統、ニカラグアテオシント、トウモロコシを材料に用いて、根の表面付近に分布している根圏微生物叢を調査した。その結果、還元耐性の高い系統に共通して存在する根圏微生物叢を特定できた。さらに、5つの耐湿性遺伝子を交雑により集積した高耐湿性のトウモロコシ系統を作出するための材料を養成した。

在这项研究中，我们将阐明高度耐湿的尼加拉瓜玉米（Nicaragua ateosinte）氧泄漏（ROL）屏障形成和表面根形成的控制机制，确定有助于还原耐受性的基因，并研究与耐还原性之间的关系。通过分析根际微生物群之间的关系此外，本研究的目的是创建一个整合所有这些耐湿基因的品系，并促进培育具有增强耐湿性的玉米品种。到2020财年，为了阐明ROL屏障形成控制基因RBF1/Qarf3.04的ROL屏障形成控制机制和表面根形成控制机制，我们将开发一个近等基因系，其中RBF1/Qarf3.04是ROL屏障形成控制基因。 04已介绍，该计划是通过激光显微切割（LM）分离控制线的外层或根尖，即ROL屏障形成的部位，提取RNA，然后进行RNA-Seq。此外，我们使用在 Nicaraguateosinte 9 号染色体短臂上发现的还原抗性 QTL 区域进行重组的一系列品系进行了玉米 SNP 分型分析。 rd9.01-9.04 已执行。另一方面，我们以导入尼加拉瓜ateosinte还原耐受基因的玉米品系、其对照品系尼加拉瓜ateosinte和玉米为材料，研究了分布在根表面附近的根际微生物群。因此，我们能够鉴定出具有高还原耐受性的菌株中常见的根际微生物群。此外，我们通过杂交整合五个耐湿基因，培育出用于创建高度耐湿玉米品系的材料。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Genetic and physiological analyses of root traits for internal aeration of plants under flooded soil conditions

淹水土壤条件下植物内部通气根部性状的遗传和生理分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
原屋正龍;池田素子;浜島りな;Mikio Nakazono
通讯作者：
Mikio Nakazono

コペンハーゲン大学(デンマーク)

哥本哈根大学（丹麦）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Genetic and physiological analyses of a barrier that restricts radial oxygen loss and prevents the entry of phytotoxins into the root

对限制径向氧损失并防止植物毒素进入根部的屏障进行遗传和生理分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mikio Nakazono;Hirokazu Takahashi;Kohtaro Watanabe;Kento Ide;Yohei Nakayama;Sae Shimizu-Sato;Yutaka Sato;Fumie Omori;Yoshiro Mano
通讯作者：
Yoshiro Mano