イネ冠根形成の分子機構解明とその根系形態改良への応用

水稻冠根形成分子机制的阐明及其在根系形态改良中的应用

基本信息

  • 批准号:
    09J05221
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2009 至 2011
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究課題では、最適環境下におけるイネのさらなる多収化および節水栽培に適した品種育成を目指し"根の発生量の改変"を試みている。そのために申請者らは、イネの根系を特徴づけているひげ根(冠根)の数が著しく減少するcrownrootless(crl)変異体を用いた冠根形成メカニズムの解析を進めている。その中でもCRL5遺伝子は冠根数を人為的に制御する上で重要な遺伝子であると推測され、このCRL5の関与する経路はどの植物種においても報告されていない新たな根系形成経路であることが判明している。また、CRL5とそのホモログはイネの根の形成において冠根特異的に機能することが示唆され、この経路上で機能する遺伝子を明らかにすることで根の形成に関与する新たな因子を見出すことができると期待された。前年度までの研究により、CRL5はオーキシンシグナル伝達経路上でARFによってその発現を直接制御され、そして冠根形成を抑制するサイトカイニンシグナルを負に制御するOsRR1を正に制御することで冠根形成を促進していることが明らかになった。ところがcrl5変異体においてOsRR1をCRL5プロモーター制御下で発現させた形質転換個体では有意な冠根数の増加が観察されたものの、野生型の冠根数に比べるとその数は有意に少なかったため、CRL5の下流にはOsRR1以外にも冠根数の増加に関与する因子が存在すると示唆された。そこでマイクロアレイにより野生型と比較してcrl5変異体で発現量が2分の1以下に低下している遺伝子を選抜し、その候補遺伝子の中からDNA beads display systemによりCRL5タンパク質と直接相互作用する遺伝子の探索を試みた。この解析により、3つのCRL5直下候補遺伝子を見出すことができた。これらの候補遺伝子の中にもサイトカイニンによる冠根発生阻害作用を結果的に抑制する因子が含まれており、このことからもCRL5は冠根の発生において発根促進作用を持つオーキシンと発根阻害作用を持つサイトカイニンの相互作用を仲介する重要な遺伝子であると考えられた。
该研究主题试图“修改根源”,以进一步在最佳环境中提高大米的产量,并开发适合节水种植的品种。为此,申请人正在使用CrownRoot(CRL)突变体分析冠状形成的机理,该突变体显着减少了表征水稻根系的表征的胡须根数(冠根)。其中,据估计,CRL5基因是人为控制冠状根数的重要基因,并且发现该CRL5中涉及的途径是一种新的根系组形成途径,在任何植物物种中尚未报道。还建议CRL5及其同源物在水稻根形成中特别起作用,并希望通过揭示在该途径中起作用的基因,我们可以发现与根形成有关的新因素。直到上一年的研究表明,CRL5在生长素信号通路上直接由ARF调节,并通过积极控制OSRR1来促进冠根形成,从而负责调节抑制冠根形成的细胞分裂素信号。然而,尽管在CRL5突变体中CRL5启动子对照下表达OSRR1的转化个体中观察到冠状根的数量显着增加,但该数量明显小于野生型冠状根,这表明CRL5和OSRRR1下游冠状的冠状根和OSRR1的Crown Roots数量增加了其他因素。因此,我们选择了与微阵列相比,与野生型相比,在CRL5突变体中表达水平小于一半的基因,并尝试使用候选基因中的DNA珠显示系统搜索直接与CRL5蛋白直接相互作用的基因。该分析使我们能够直接在CRL5基因下找到三个。在这些候选基因中,导致抑制细胞分裂素对冠状发育的抑制作用的因素,这也表明CRL5是一个重要的基因,它介导了生长素之间的生长素(促进生根和细胞分裂素)之间的相互作用,从而促进生根和细胞动物素,在冠状冠状的发育过程中抑制生根。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
CROWN ROOTLESS5遺伝子によるイネ冠根形成の制御機構
CROWN ROOTLESS5基因对水稻冠根形成的控制机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H.Okumura;T.Kimoto;J.Suda;木富悠花
  • 通讯作者:
    木富悠花
イネ冠根形成の誘導過程を制御する分子機構
控制水稻冠根形成诱导过程的分子机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H.Liu;T.Nakata;N.Gao;M.Maeda(INVITED);Yuka Kitomi;木富悠花
  • 通讯作者:
    木富悠花
下流因子から見えてきたCRL5遺伝子によるイネの冠根形成制御機構
下游因素揭示CRL5基因控制水稻冠根形成的机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuka Kitomi;Hiroko Ito;Tokunori Hobo;Koichiro Aya;Hidemi Kitano;Yoshiaki Inukai.;木富悠花
  • 通讯作者:
    木富悠花
Molecular mechanism of crown root initiation and the different mechanisms between crown root and radicle in rice
  • DOI:
    10.4161/psb.6.9.16787
  • 发表时间:
    2011-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Kitomi, Yuka;Kitano, Hidemi;Inukai, Yoshiaki
  • 通讯作者:
    Inukai, Yoshiaki
Investigation into molecular mechanisms of crown root formation and its application for improvements in root architecture in rice
水稻冠根形成的分子机制及其在改善根系结构中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuka Kitomi;Hiroko Ito;Tokunori Hobo;Koichiro Aya;Hidemi Kitano;Yoshiaki Inukai.;木富悠花;木富悠花;Yuka Kitomi
  • 通讯作者:
    Yuka Kitomi
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    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Yuka Kitomi
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡崎善弘;松田剛;山本絵里子;小澤幸世;鹿子木康弘;松中玲子;開一夫;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;木富 悠花;木富 悠花
  • 通讯作者:
    木富 悠花
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水稻胚胎发育过程中根的早期发育过程
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡崎善弘;松田剛;山本絵里子;小澤幸世;鹿子木康弘;松中玲子;開一夫;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;木富 悠花
  • 通讯作者:
    木富 悠花
イネ幼根形成に異常を示すradicleless変異体の解析
水稻胚根形成异常的无胚根突变体分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡崎善弘;松田剛;山本絵里子;小澤幸世;鹿子木康弘;松中玲子;開一夫;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;木富 悠花;木富 悠花;Yuka Kitomi;木富 悠花
  • 通讯作者:
    木富 悠花
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡崎善弘;松田剛;山本絵里子;小澤幸世;鹿子木康弘;松中玲子;開一夫;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;岡崎善弘;木富 悠花;木富 悠花;Yuka Kitomi;木富 悠花;木富 悠花
  • 通讯作者:
    木富 悠花

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