Breeding a rice line for cold stress escape that has ability to shift flowering by water management

培育能够通过水分管理改变开花能力的逃避冷应激的水稻品系

• 批准号: 21F20404
• 负责人: 犬飼 義明
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya 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-21F20404/
• 关键词: イネ; 冷害回避; 出穂期

本研究では、Nested association mapping population (NAM)集団を解析材料に用いた。通常は、注目形質に関わるQTLを同定する際、2品種間のF2やRecombinant inbred lines (RILs、組換え自殖系統群）を材料とした解析が主流である。しかし、親品種の遺伝的背景によっては目的のQTLを検出できない場合も少なくない。一方、近年の技術進歩によりDNA変異をゲノムワイドに調べることが容易になり、多くの品種を対象に注目形質QTLを検出することが可能になった。しかし、イネでは潜在的な集団構造の特徴により偽陽性等が生じやすく、その成功例は限られている。これに関して、この問題はNAM集団、即ち複数の既存品種と一つの共通親との交雑から得られた複数組み合わせのRILsを解析に用いることで回避できると期待される。そこで本研究では、7組合せのRILsからなるNAM集団（計約1000系統）を用い、圃場条件下にて異なる土壌水分環境下にて栽培し、次年度の解析に必要な出穂期データを取得した。最終的に、異なる水管理により誘導される出穂遅延遺伝子座を計10個以上検出することに成功した。次に、これらがこれらが組み合わさることで得られる影響を解析した結果、より大きく出穂期を変動できることを見出した。このことは、これらの遺伝子座を効果的に組み合わせることにより、異なる水管理を通して出穂期を調節しうること、ならびに本手法により冷害回避を可能にする品種育成の可能性を示すものであり、今後の展開が大いに期待できる。

本研究采用嵌套关联作图群体（NAM）群体作为分析材料。通常，在鉴定与目标性状相关的QTL时，使用两个品种之间的F2和重组自交系（RILs，重组自交系）进行分析是主流。然而，根据亲本品种的遗传背景，通常不可能检测到所需的QTL。另一方面，最近的技术进步使得在全基因组范围内检查 DNA 突变变得更加容易，使得检测许多品种中感兴趣的性状的 QTL 成为可能。然而，在水稻中，由于潜在种群结构的特点，很可能出现误报，成功的案例有限。在这方面，预计可以通过使用NAM群体（即从多个现有品种与一个共同亲本杂交获得的RIL的多种组合）进行分析来避免这个问题。因此，在本研究中，我们使用了由7个RIL组合组成的NAM群体（总共约1000个品系），在不同土壤湿度环境下的田间条件下进行栽培，并获得了次年分析所需的抽穗日期数据。最终，我们成功检测到了10多个由不同类型的水分管理诱导的延迟抽穗的基因位点。接下来，通过分析综合这些因素所获得的效果，我们发现抽穗期可以发生更显着的改变。这表明，通过有效组合这些基因位点，可以通过不同的水分管理来调节抽穗期，并且该方法具有开发能够避免冷害的品种的潜力，我们非常期待它的发展。

项目成果

QTL mapping for delayed flowering time under mild drought stress in rice NAM population

轻度干旱胁迫下水稻NAM群体开花时间延迟的QTL定位

• 发表时间: 2022
• 作者: Wainaina;C. M.;K. Doi;D. Makihara;Y. Inukai
• 通讯作者: Y. Inukai

The outstanding rooting1 mutation gene maintains shoot growth and grain yield through promoting root development in rice under water deficit field environments

优秀的rooting1突变基因通过促进水稻在缺水田间环境下的根部发育来维持地上部生长和产量

• DOI: 10.1111/jac.12524
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Agronomy and Crop Science
• 影响因子: 3.5
• 作者: Hasegawa;T.;Wainaina;C. M.;Shibata;A.;Lucob-Agustin;N.;Makihara;D.;Kikuta;M.;Menge;D. M.;Gichuhi;E. W.;Samejima;H.;Kano-Nakata;M.;Kimani;J. M.;Musila;R. N.;Yamauchi;A. and Inukai;Y.
• 通讯作者: Y.