イネを用いた長期栄養繁殖が成長やゲノムに及ぼす影響の解析と作物生産性向上への展開

分析水稻长期无性繁殖对生长和基因组的影响，以及提高作物生产力的开发

基本信息

批准号：
21K05521
负责人：
高橋実鈴
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05521/
关键词：
栄養繁殖多年生イネ低温ストレスゲノム茎頂分裂組織

项目摘要

植物は乾燥や低温による物理的ストレスや病原菌やウイルスによる生物的なストレスを受けながら成長を続けている。このようなストレス環境下で茎頂分裂組織は、葉・茎・腋芽等の地上部器官の分化を繰り返して植物の持続的な成長を支えている。茎頂分裂組織の機能は時間の経過とともに変化することはないのであろうか。本研究はイネを多年生植物のモデルとして利用し、種子由来の通常個体と栄養繁殖を繰り返した個体を比較することで、長期間、器官分化を続けた茎頂分裂組織において、茎頂分裂組織の機能が維持されているのか、あるいは時間の経過とともにその機能は変化しているのか明らかにすることを目指した。2021年度までの研究において、育苗期に低温ストレスを受けた栄養繁殖個体では、最終的に草丈が低くなる個体が多く見られたことから、2022年度は低温ストレスが個体の成長や茎頂分裂組織にどのような影響を与えるのか調べた。その結果、低温ストレスの処理中だけでなく処理後も植物個体の成長が抑制されることがわかった。一方、低温ストレスにより成長が抑制された個体と低温ストレスを処理していない通常個体において、茎頂分裂組織の形態を比較すると、明らかな違いは見られなかった。そのため低温処理により成長が抑制された植物個体において、茎頂分裂組織の形態ではなく、機能や遺伝子発現が変化していることが考えられた。短期的な低温処理が器官分化を繰り返している茎頂分裂組織の遺伝子発現に影響を及ぼすのか明らかにするため、育苗期に低温を処理した栄養繁殖個体と低温を処理しない通常の種子由来の個体において、茎頂分裂組織における遺伝子発現を比較した。その結果、栄養繁殖個体ではストレス応答遺伝子の発現が上昇していることが明らかになり、低温処理から数ヶ月後も遺伝子発現に影響を与えていることが示唆された。

由于干燥和低温以及病原体和病毒引起的生物胁迫，植物在身体压力下继续生长。在这种压力的环境下，茎顶分生组织反复区分顶端器官，例如叶子，茎和腋窝，并支持植物的持续生长。顶端分生组织的功能是否随着时间的流逝而不会变化？这项研究使用大米作为多年生植物的模型，并通过将源自种子的正常个体与反复进行营养复制的个体进行比较，我们旨在阐明在长时间持续器官分化的词干根尖分生组织中是否保持了长时间的器官分化的功能，或者其功能是否会随着时间的推移而变化。在截至2021年的研究中，许多在幼苗季节受到低温压力的营养育种个体最终遭受了植物高度较低的人，因此在2022年，我们调查了冷压力如何影响个体的生长和根尖分生组织。结果，发现不仅在低温应激的治疗过程中，而且在治疗后也抑制了植物个体的生长。另一方面，在比较患者被冷压力抑制的个体与未治疗冷应激的正常个体抑制的个体之间的顶端分生生物的形态时，没有观察到明显的差异。因此，人们认为，在低温治疗抑制生长的植物中，功能和基因表达被改变，而不是茎根尖分生组织的形态。为了澄清短期冷处理是否会影响重复器官分化的茎顶分生组织中的基因表达，在幼苗期间用低温治疗的营养育种个体与未治疗低温治疗的正常种子的营养育种个体之间比较了茎顶寄生虫中的基因表达。结果表明，在营养个体中，应激响应性基因表达升高，这表明它在低温治疗几个月后仍会影响基因表达。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Post-embryonic function of GLOBULAR EMBRYO 4 (GLE4)/OsMPK6 in rice development

GLOBULAR EMBRYO 4 (GLE4)/OsMPK6 在水稻发育中的胚后功能

DOI：
10.5511/plantbiotechnology.22.1117a
发表时间：
2023
期刊：
Plant Biotechnology
影响因子：
1.6
作者：
Ishimoto Kiyoe;Nosaka-Takahashi Misuzu;Kishi-Kaboshi Mitsuko;Watanabe Tsuneaki;Abe Kiyomi;Shimizu-Sato Sae;Takahashi Hirokazu;Nakazono Mikio;Hirochika Hirohiko;Sato Yutaka
通讯作者：
Sato Yutaka