光合成効率の向上と頑健性強化を両立させたイネ作出への挑戦

生产兼具提高光合作用效率和增强稳健性的水稻的挑战

基本信息

批准号：
21K14758
负责人：
菅波眞央
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Fukushima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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-21K14758/
关键词：
光合成イネ Rubisco Rubisco activase フラビンタンパク質 P700酸化頑健性

项目摘要

本年度は、本研究の材料の一つであるRBCS-RCA二重増強イネについて、3段階の窒素栄養条件で栽培し、光合成速度と葉身窒素量の関係性について詳細な解析を行った。RBCS-RCA二重増強イネの光合成速度は、高窒素条件では野生型イネと比べてほとんど変化がないが、低窒素条件では顕著に向上しており、低窒素条件になるほど光合成能力向上の効果が高いことが明らかとなった。次に、RBCS-RCA-FLV三重増強イネの光合成機能解析に取り組んだ。昨年度、導入遺伝子が全てホモ化した個体を選抜しており、本年度は選抜系統の光合成機能解析を行った。RBCS-RCA二重増強イネは、酸化型P700の割合が野生型イネと比べて低下しており、強光照射により光化学系Iの光阻害が生じるのに対し、RBCS-RCA-FLV三重増強イネでは酸化型P700の割合は野生型イネと同レベルまで回復し、強光照射を行っても光化学系Iの光阻害は認められなかった。また、RBCS-RCA-FLV三重増強イネの光合成速度は、野生型イネよりも有意に高かった。さらに、RBCS増強イネ、RBCS-RCA二重増強イネと比べても、高い傾向が見られた。次年度の解析では、解析サンプル数を増やすとともに、今年度のRBCS-RCA二重増強イネの結果を踏まえ、栽培する栄養条件を変えて、低窒素条件において、より顕著な光合成速度向上効果が見られるか検証する予定である。その他関連する研究として、イネの生産性向上に関わるQTL探索手法を確立し、研究成果を国際誌Plant Physiologyにて発表した。

今年，我们在三个水平的氮素营养条件下培育了本研究所用材料之一的RBCS-RCA双强化水稻，并对光合速率与叶片氮含量的关系进行了详细分析。 RBCS-RCA双增强水稻在高氮条件下与野生型水稻相比光合速率变化不大，但在低氮条件下明显提高，表明氮条件越低，光合能力提高越有效很明显它很高。接下来，我们对RBCS-RCA-FLV三重增强水稻的光合功能进行了分析。去年，我们选择了所有引入基因均质化的个体，今年我们分析了所选品系的光合功能。 RBCS-RCA双强化米氧化P700比例低于野生型米，强光照射导致光系统I光抑制，而RBCS-RCA-FLV三重强化米氧化P700比例低于野生型米。在这种情况下，氧化P700的比例恢复到与野生型水稻相同的水平，并且即使在强光照射后也没有观察到光系统I的光抑制。而且，RBCS-RCA-FLV三重增强水稻的光合速率显着高于野生型水稻。此外，与 RBCS 增强稻和 RBCS-RCA 双增强稻相比，观察到更高的趋势。明年的分析中，我们将在今年RBCS-RCA双强化稻结果的基础上，增加分析样品数量，改变栽培营养条件，我们会发现低氮条件下提高光合速率的效果更加显着我们计划验证这是否可行。在其他相关研究中，我们建立了与水稻生产力提高相关的QTL搜索方法，并将研究成果发表在国际期刊Plant Physiology上。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

日本のダイズ品種を中心としたGWAS解析集団の構築

建立以日本大豆品种为重点的 GWAS 分析小组

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
菅波眞央;高橋秀和;吉田英樹;二瓶直登;石川大太郎;牧雅康;佐藤郁恵;吉田晋弥;小島創一;渡辺正夫;松田幹;松岡信
通讯作者：
松岡信

Suppression of chloroplast triose phosphate isomerase evokes inorganic phosphate-limited photosynthesis in rice

水稻叶绿体磷酸丙糖异构酶的抑制引起无机磷酸盐限制的光合作用

DOI：
10.1093/plphys/kiab576
发表时间：
2021
期刊：
Plant Physiology
影响因子：
7.4
作者：
Suzuki Yuji;Ishiyama Keiki;Yoon Dong-Kyung;Takegahara-Tamakawa Yuki;Kondo Eri;Suganami Mao;Wada Shinya;Miyake Chikahiro;Makino Amane
通讯作者：
Makino Amane

高品質・良食味米を安定生産する福島県大玉村における同一水田産米の微細構造の特徴

福岛县大玉村同一稻田生产的稻米的微观结构特征，稳定生产优质、美味的稻米

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
新田洋司;渡邊芳倫;二瓶直登;菅波眞央;菅野昭裕;藤田良男;渡辺雅彦;佐々木正博
通讯作者：
佐々木正博

Introduction of flavodiiron protein rescues defects in electron transport around PSI due to overproduction of Rubisco activase in rice

黄二铁蛋白的引入可挽救由于水稻中 Rubisco 激活酶过量产生而导致 PSI 周围电子传输的缺陷

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Suganami Mao;Konno So;Maruhashi Ryo;Takagi Daisuke;Tazoe Youshi;Wada Shinya;Yamamoto Hiroshi;Shikanai Toshiharu;Ishida Hiroyuki;Suzuki Yuji;Makino Amane
通讯作者：
Makino Amane

品種改良に重要な遺伝子座探索の効率化に成功！温故知新 -先人の調査データを現代の育種に活かす-

成功简化了对品种改良至关重要的基因位点搜索！

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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菅波眞央其他文献

遺伝子組換え植物専用隔離ほ場水田を用いたRubisco増強イネの収量評価試験

使用转基因植物专用的隔离稻田进行 Rubisco 增强水稻的产量评估试验

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
尹棟敬;香川昂亮;石山敬貴;菅波眞央;前忠彦;鈴木雄二;石田宏幸;小原実広;牧野周
通讯作者：
牧野周

旧志免鉱業所竪坑櫓に関する調査　―その 2　かぶりコンクリートの剥落傾向―

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DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
尹棟敬;香川昂亮;石山敬貴;菅波眞央;前忠彦;鈴木雄二;石田宏幸;小原実広;牧野周;スカイティン，今本啓一，野口貴文，兼松学，濱崎仁，寺西浩司，清原千鶴，山田宗範
通讯作者：
スカイティン，今本啓一，野口貴文，兼松学，濱崎仁，寺西浩司，清原千鶴，山田宗範

旧志免鉱業所竪坑櫓に関する調査　―その 1　かぶり厚さおよび鉄筋腐食状況の調査結果とコンクリート中の湿度変化に関する実験 ―

原石门矿厂竖井转塔调查 - 第 1 部分 - 保护层厚度及钢筋锈蚀状况调查结果及混凝土湿度变化试验 -

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木雄二;石山敬貴;菅原水彩季;鈴木優佳;玉川夕紀;和田慎也;菅波眞央;近藤依里;三宅親弘;牧野周;井出朋孝，濱崎仁，曽我裕希，今本啓一，兼松学，清原千鶴，関英晶，寺西浩司
通讯作者：
井出朋孝，濱崎仁，曽我裕希，今本啓一，兼松学，清原千鶴，関英晶，寺西浩司