イネにおける農業上重要形質を支配するQTLの同定と単離

水稻重要农业性状QTL的鉴定与分离

• 批准号: 02J84402
• 负责人: 犬飼 義明
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J84402/
• 关键词: イネ; 突然変異; 遺伝子単離; 草型育種; 根; 発生; 伸長; 突然変異体

主要作物の一つであるイネの形態や発育様式の人為的改変を展望するためには,その発育過程を制御する遺伝的プログラムの理解が必要不可欠である.そこで,「草型育種」の主要なターゲットである草丈や葉身傾斜角決定を支配するジベレリンやブラシノステロイド関連変異体(gamyb,brd1)の解析を行った.brd1変異体は,極矮性で葉身は奇形を伴った濃緑色であり,ラミナジョイントは直立葉の形態を示した.細胞レベルでの形態を観察したところ,節間部分では,野生型で観察されるような細胞が縦方向に秩序正しく配行される介在分裂組織の分化が観察されず,同様に葉鞘・葉身の表層細胞は,縦方向の細胞伸長が著しく抑制されていた.本変異体ではC-6位酸化酵素であるDWARF遺伝子に変異が確認されたため,BRD1はC-6位酸化酵素をコードし,細胞の配列や伸長方向の制御を通して茎葉の形を決定することが判明した.また,gamyb変異体の解析結果から,ジベレリンシグナルにおいて最初に見つかった因子であるGAMYB遺伝子は,胚乳における貯蔵物質の分解酵素遺伝子群の発現誘導とともに,花器官における発達にも必須であるが,花芽誘導には影響を与えないことが明らかとなった.一方,作物の生産性を高めるためには,地上部諸形質の改良のみならず,土壌資源の効率的な獲得を目指した根系構造の改良も極めて重要である.そこで根の発生・分化に関わる短根型変異体rt,および冠根欠損型変異体crl1の原因遺伝子の単離を試みた.その結果,RT遺伝子はArabidopslsのcell wall assemblyに関与するKORRIGAN遺伝子に高い相同性を有し,1,4-β glucanaseをコードすること,およびCRL1遺伝子はArabidopsisのLATERAL ORGAN BOUNDARIES遺伝子に高い相同性を示し,根形成能力を持つ組織特異的に発現することを明らかにした.

为了预见对主要农作物之一水稻的形态和生长模式的人工改变，有必要了解控制其发育过程的遗传程序，我们分析了赤霉素和油菜素类固醇相关的突变体（gamyb， brd1），它控制植物高度和叶片倾斜度，这是重要的目标。叶片接头显示直立叶的形态，在细胞水平上观察发现，在节间，细胞以有序的方式垂直排列，与野生型中观察到的相似，没有观察到中间分生组织的分化。 ，并且类似地，叶鞘和叶片的表面细胞的垂直细胞伸长被显着抑制。因此，发现BRD1编码一种C-6位氧化酶，通过控制细胞排列和伸长方向来决定芽和叶的形状。另外，从gamyb突变体的分析中发现，发现的因子，即GAMYB基因，对于诱导胚乳中贮藏物质降解酶基因的表达和花器官的发育是必需的，而且对于花芽诱导也是必需的。另一方面，为了提高作物生产力，不仅需要改善地上部性状，还需要改善根系结构，以有效获取土壤资源，因此，我们试图分离负责这一特性的基因。短根突变体rt，参与根发育和分化，以及冠根缺陷突变体crl1。结果，我们发现RT基因负责拟南芥细胞与参与细胞壁组装、编码1,4-β葡聚糖酶的KORRIGAN基因具有较高的同源性，CRL1基因与拟南芥的LATERAL ORGAN BOUNDARIES基因具有较高的同源性，表明其具有根组织特异性。据透露，这种现象发生。

项目成果

犬飼義明ら: "イネ冠根欠損型突然変異体遺伝子crl1の単離"育種学研究. 5・別1. 35 (2003)

Yoshiaki Inukai 等：“水稻冠根缺陷突变基因 crl1 的分离”育种研究 5. 第 1. 35 部分（2003）。