To understanding of molecular mechanisms of formation of barrier to radial oxygen loss using wild rice spesies

利用野生稻物种了解形成径向氧损失屏障的分子机制

• 批准号: 21J14394
• 负责人: 江尻 真斗
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Fukui Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14394/
• 关键词: 野生イネ; アポプラストバリア; 洪水; 湿害; スベリン; 耐湿性; 酸素漏出バリア

根の酸素漏出バリアの形成は耐湿性の獲得に重要である。耐湿性の高い栽培イネは酸素漏出バリアを嫌気還元ストレス条件下で誘導的に形成するが、栽培イネを用いた研究だけでは酸素漏出バリア形成の分子メカニズム解明は困難とされてきた。我々はこれまでに、アマゾン川流域に自生する野生イネOryza glumaepatulaは嫌気還元ストレスを受けなくても恒常的に酸素漏出バリアを形成することを見出した。本研究では、酸素漏出バリアを種子根で恒常的に形成するO. glumaepatula (IRGC105668系統) のイントログレッション系統群 (遺伝的背景は栽培イネT65品種) を用いて、酸素漏出バリア形成を決定づける遺伝子群の特定を目的とした。恒常的酸素漏出バリア形成に関与する染色体領域を絞り込むために、60系統のイントログレッション系統群の中から恒常的バリアを形成する系統を選抜したところ、8系統を絞り込むことができた。その8系統の遺伝子型データより、バリア形成に関与する領域は、第4、7、10染色体上に座乗することが示唆された。また、バリアの主成分と考えられている外皮のスベリンラメラ形成を調べたところ、第4、7染色体上の候補領域を持つ系統はスベリンラメラを形成していたのに対し、第10染色体上の候補領域を持つ系統はスベリンラメラを形成していなかった。バリア形成に関与する遺伝子を絞り込むため、イントログレッション系統群の供与親と、恒常的バリアを形成したイントログレッション系統を用いて、RNA-seqによる網羅的な遺伝子発現解析を試みた。しかし、十分なクオリティのRNAを抽出することができず、解析を進めることができなかった。以上の結果より、恒常的酸素漏出バリア形成に関与する候補領域を第4、7、10染色体上にまで絞り込むことができ、今後、遺伝子単離のための基盤となる結果と材料を得ることができた。

根氧泄漏屏障的形成对于实现耐水性很重要。在厌氧减少应力条件下，具有较高水分耐药性的培养大米会诱导氧气泄漏屏障，但被认为很难通过使用培养大米进行研究来阐明形成氧泄漏屏障的分子机制。我们以前已经发现，在亚马逊河盆地中生长的野生米饭Oryza glumaepatula即使没有厌氧减少应力，也会永久形成氧气泄漏屏障。在这项研究中，我们使用了O. glumaepatula（IRGC105668系）的渗入谱系，该谱系不断形成种子根中的氧泄漏屏障（遗传背景是培养的水稻T65品种），以确定确定氧气泄漏屏障形成的基因组。为了缩小与组成氧泄漏屏障形成有关形成的染色体区域，我们选择了一条线，该线从60个渗入菌株中形成一个本构屏障，我们能够缩小八条线的范围。 Genotypic data for the eight strains suggest that the regions involved in barrier formation are placed on chromosomes 4, 7, and 10. Furthermore, when we investigated the formation of suberin lamella in the outer skin, which is thought to be the main component of the barrier, we found that lines with candidate regions on chromosomes 4 and 7 formed suberin lamella, whereas lines with candidate regions on chromosomes 10形成的suberin lamella。为了缩小与屏障形成相关的基因，使用Intogression Lineage群体的供体和形成构成屏障的浸润谱系的供体尝试使用RNA-Seq进行全面的基因表达分析。但是，我们无法提取足够的质量RNA，并且不可能进行分析。从以上结果来看，可以将参与组成氧泄漏屏障形成的候选区域缩小到染色体4、7和10，并且将来可以获得将作为基因分离的基础的结果和材料。

项目成果

植物生理学的の研究にも応用できる2次元酸素オプトード: 植物根の酸素放出量パターンの可視化

可应用于植物生理研究的二维氧光极：植物根部氧释放模式的可视化

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡田隼輔;奥村正樹;村岡貴博;芝日菜子，江尻真斗，塩野克宏
• 通讯作者: 芝日菜子，江尻真斗，塩野克宏

酸素の時空間的イメージング技術（２次元酸素オプトード）で水中でのイネの発芽・定着過程を再評価!

利用时空氧成像技术（二维氧光极）重新评估水稻在水中的发芽和建立过程！

• 发表时间: 2023
• 作者: S. Okada;Y. Matsumoto;M. Okumura;T. Muraoka;塩野克宏，芝日菜子，江尻真斗
• 通讯作者: 塩野克宏，芝日菜子，江尻真斗

野生イネOryza glumaepatula×台中65の異種染色体部分置換系統を用いた土壌還元ストレス耐性遺伝子の探索

利用野生稻Oryza glumaepatula × Taichung 65异源部分部分替代系寻找土壤减少胁迫耐受基因

• 发表时间: 2022
• 作者: Nishino Hayato;Kitamura Mai;Okada Shunsuke;Miyake Ryosuke;Okumura Masaki;Muraoka Takahiro;塩野克宏，江尻真斗，宮下智貴，宇賀優作
• 通讯作者: 塩野克宏，江尻真斗，宮下智貴，宇賀優作

AAゲノム野生イネOryza glumaepatulaと栽培イネ台中65号における種子根の形態と解剖学的特徴の比較

AA基因组野生稻Oryza glumaepatula与栽培稻台中65号种根形态及解剖学特征比较

• 发表时间: 2021
• 作者: 江尻真斗;塩野克宏
• 通讯作者: 塩野克宏

AAゲノムを持つ野生イネOryza glumaepatulaの種子根における形態と解剖学的特徴

AA基因组野生稻种根的形态解剖特征

• 发表时间: 2021
• 作者: 江尻真斗;塩野克宏
• 通讯作者: 塩野克宏