(1)不良環境耐性メカニズムの解明と耐性作物の作出

(1)不良環境耐性メカニズムの解明と耐性作物の作出

課題番号2008010742
研究機関名国際農林水産業研究センター
研究期間2006-2010
年度2008
大課題1. 不安定環境下における安定生産及び多用途利用のための生物資源活用技術の開発
中課題(1)不良環境耐性メカニズムの解明と耐性作物の作出
小課題(1)不良環境耐性メカニズムの解明と耐性作物の作出
大項目II 国民に対して提供するサービスその他の業務の質の向上に関する目標を達成するためにとるべき措置
中項目A 国際的な食料・環境問題の解決に向けた農林水産技術の研究開発
摘要イネ品種密陽23号 x アキヒカリの染色体断片置換系統を鉄過剰条件で栽培し、密陽23号に由来する鉄過剰耐性の3カ所(第6、10、11染色体)の連関を同定した。第10、11染色体上の連関はQTL解析で同定したものと対応するものと考えられる。イネの品種間でオゾン濃度(100 ppb)に対する反応の大きな差異を認め、オゾン耐性品種としてKasalathを同定した。日本晴 x Kasalathの染色体断片置換系統のオゾン耐性に関連する3つのQTLを検出した。2つのQTLは葉の褐変に関連しており、残りの1つは乾物生産に関与するQTLであった。耐塩性を示す栽培種ダイズ、および野生種ダイズについて高精度のQTL解析を行い、耐塩性の領域を1.6 cM (502 kb)まで絞り込むことができた。また、野生種の耐塩性は塩化ナトリウム(NaCl)のみならず炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)に対しても耐性を示すことが明らかになった。イネの乾燥耐性の評価法としての可能性を探るため、マニトールによる高浸透圧処理を行っているが、栄養生長期のマニトール処理に対するイネの品種間差異については実験間でほぼ同様の傾向を示し、再現性が確認された。シロイヌナズナのDREB2A遺伝子のダイズへの導入を加速化するために、JIRCAS研究員をブラジル農牧公社(EMBRAPA)大豆研究所に派遣し、アグロバクテリウムによる南米品種への導入を開始した。シロイヌナズナの転写因子DREB2Aは乾燥と高温に応答し、これらのストレスへの耐性を高める遺伝子群の発現を活性化するが、高温ストレス応答ではHsfA3遺伝子を標的とし、HsfA3タンパク質によりHSP (Heat Shock Protein遺伝子)等の高温ストレス誘導性遺伝子が誘導されて高温耐性となることを明らかにした。シロイヌナズナのDREB2Aと特異的に結合するタンパク質の遺伝子DRIP1, DRIP2を単離した。これらの遺伝子産物のE3リガーゼはDREB2Aの分解を促進することにより乾燥ストレス応答を負に制御すること、DRIPの機能が欠損した変異株では乾燥ストレス耐性がより向上することを明らかにした。イネのCCCH-型のZinc Fingerタイプの転写因子OsSCZF2が乾燥、塩ストレス耐性の獲得機構で機能することを示した。イネの乾燥ストレス誘導性プロモーターをマイクロアレイで探索し、新たに3種類のプロモーターを単離した。これらはこれまでのストレス誘導性プロモーターに比較して、ストレスを受けない状態での発現量が低く、ストレス下での応答性が高いという特性を示した。マイクロアレイを用いてダイズのストレス誘導性遺伝子を解析し、ダイズではABRE配列を介したストレス誘導性遺伝子の発現がDRE配列を介した場合より重要であることを示した。シロイヌナズナの転写因子DREB2A ca、 AREB1dQT等の制御遺伝子にストレス誘導性プロモーターを連結した新規コンストラクト等を国際共同研究機関(CIMMYT、IRRI、CIAT)へ送付した。通常時の発現量がこれまでのストレス誘導性プロモーターの1/10以下のストレス誘導性プロモーターをイネから新たに単離した。国際共同研究機関での対象品種への遺伝子導入は順調に進展し、イネ(IR64、Curinga)ではこれまでに送付した16のコンストラクトのうち8以上で1コピーの遺伝子が導入された形質転換体が作出された。小麦品種Fielderへのアグロバクテリウムによる遺伝子導入は軌道に乗り、これまでに6種のコンストラクトの形質転換体が得られた。これらの形質転換体でのコピー数検定は実施中である。国際稲研究所(IRRI)では、1年目および今年度作出したIR64形質転換系統のスクリーンハウスにおける乾燥耐性評価が5種類のコンストラクトについて実施され、それぞれのコンストラクトで有望な系統が選定された。国際熱帯農業センター(CIAT)は、コロンビア政府バイオセイフティ委員会から隔離圃場栽培許可を取得し、CIATの構内の隔離圃場 (約2 ha)において本プロジェクトで作出したイネの形質転換体の乾燥耐性評価が可能となった。
研究分担(独)国際農林水産業研究センター,生物資源領域
協力分担関係国際稲研究所
予算区分技会交付金研究 委託・環境研究[バイオマスプロ] 委託・バイテク先端技術[新農業展開ゲノムプロ] 文科省[科研費] その他
業績(1)An agar nutrient solution technique as a screening tool for tolerance to zinc deficiency and iron toxicity in rice.
(2)Transcriptional regulatory networks in response to abiotic stresses in Arabidopsis and grasses
(3)Characteristics of iron tolerant rice lines developed at IRRI under field conditions
(4)ダイズのマイクロアレイの開発とストレス誘導性遺伝子の網羅的解析
(5)Climate change : Can wheat beat the heat?
(6)A comparative analysis of transcripts and metabolites in rice under chilling and dehydration conditions.
(7)Regulatory gene network in drought-induced metabolic change
(8)Characterization of the ABA-regulated global responses to dehydration in Arabidopsis by metabolomics
(9)Regulatory networks of gene expression in abiotic stress response in plants
(10)Functional analysis of a DRIP1 (DREB2A Interacting Protein 1) homolog DRIP3 using overexpressors and RNAi silencing approaches under drought stress condition
(11)Three SnRK2 protein kinases have important roles in seed maturation and germination of Arabidopsis through phosphorylation of ABI5
(12)Regulation of AREB phosphorylation in Arabidopsis thaliana
(13)環境耐性作物のゲノム育種
(14)Arabidopsis DREB2A interacting proteins function as RING E3 ligases and negatively regulate plant drought stress responsive gene expression
(15)Functional analysis of the OsPIF1 gene down-regulated by drought stress in rice
(16)耐塩性遺伝子組換えバレイショの収量形質評価
(17)イネのDREB1ファミリー遺伝子の網羅的解析
(18)Regulation of gene expression in response to abiotic stress and improving stress tolerance in rice
(19)シロイヌナズナにおける低温ストレス誘導性転写因子遺伝子DREB1の転写制御解析
(20)シロイヌナズナのストレス応答に関与するジンクフィンガー型転写因子の機能解析
(21)シロイヌナズナの環境ストレス応答性転写因子DREB2Aの高温ストレス下における発現制御機構の解明
(22)シロイヌナズナのアブシシン酸による遺伝子発現に関与するbZIP型転写因子AREBファミリーの機能解析
(23)乾燥ストレス条件下で発現が抑制されるイネのOsPIF1遺伝子の機能解析
(24)シロイヌナズナの浸透圧ストレス誘導性糖トランスポーターERD6の機能解析
(25)水分ストレス誘導性受容体型キナーゼRPK1のABAシグナル伝達機構における機能の解析
(26)シロイヌナズナの低温誘導性受容体様プロテインキナーゼLIK1の機能解析
(27)Regulatory gene network in drought stress response
(28)Sequencing and analysis of approximately 40,000 soybean cDNA clones from a full-length enriched cDNA library
(29)Characterization of the ABA-regulated global responses to dehydration in Arabidopsis by metabolomics
(30)Drought screening and physiological characterization of wheat lines transformed with DREB1A gene driven by RD29A promoter
(31)Functional analysis of an Arabidopsis heat shock transcription factor HsfA3 in the transcriptional cascade downstream of the DREB2A stress regulatory system
(32)インド型イネTetepに見出された上位節分枝型突然変異の形態と遺伝様式について
(33)Development of near iso-genic lines for a QTL conferring salt tolerant in soybean using DNA marker assisted selection
(34)Signaling network in ABA response under drought stress
(35)Post-translational regulation of stress-responsive NAC transcription factors
(36)Global network analysis of ABA-regulated dehydration stress response by transcriptomics and metabolomics
(37)The five best Plant Cell articles of the past 20 years (著名な国際誌Plant Cellの創刊号から現在までの20年間に掲載された全原著論文のベスト5)
(38)5月22日朝日新聞「穀物新品種開発を強化」
(39)5月26日NHKニュース「アフリカの食料増産 稲開発へ」
(40)Gene discovery involved in abiotic stress responses and its application to development of stress tolerant pants
(41)シロイヌナズナのABAによって活性化されるSnRK2タイプのタンパク質リン酸化酵素SRK2D、SRK2E、SRK2Iの種子成熟・発芽過程での役割
(42)シロイヌナズナの乾燥ストレス応答に関わる転写因子AREB1とその上流制御因子の解析
(43)植物の転写因子をコードする遺伝子(イネ)
(44)ストレス誘導性プロモーター及びその利用方法
(45)ストレス誘導性プロモーター及びその利用方法
(46)ストレス耐性遺伝子を用いた発根率や切花の花持ちが改善された植物の製造
(47)浸透圧ストレスで活性化するシロイヌナズナのプロテインキナーゼSnRK2bサブファミリーの機能解析
(48)シロイヌナズナとイネにおけるストレス誘導性遺伝子のプロモーター領域の比較解析
(49)シロイヌナズナにおける低温ストレス誘導性転写因子遺伝子DREB1の転写制御解析
(50)シロイヌナズナの転写因子DREB1Aが制御する低温誘導性葉緑体膜局在型タンパク質の解析
(51)Posttranscriptional modification study on an Arabidopsis transcription factor DREB2A involved in drought- and heat-inducible gene expression
(52)シロイヌナズナにおける乾燥と高温の複合ストレスに応答した遺伝子発現制御機構の解明
(53)シロイヌナズナの乾燥と高温ストレス誘導性遺伝子の発現制御機構におけるDREB2B遺伝子の機能解析
(54)乾燥ストレス条件下で発現が抑制されるイネのOsPIF1遺伝子の機能解析
(55)シロイヌナズナのストレス応答に関与するジンクフィンガー型転写因子の機能解析
(56)水分ストレス誘導性受容体型キナーゼRPK1のABAシグナル伝達機構における機能解析
(57)シロイヌナズナのストレス誘導性受容体様細胞質型キナーゼ遺伝子の機能解析
(58)シロイヌナズナの浸透圧ストレス誘導性単糖トランスポーターの機能解析
(59)イネの乾燥ストレス応答に関わるbZIP型転写因子OsAREBファミリー遺伝子の解析
(60)乾燥ストレス時のアブシシン酸シグナル伝達に関与するシロイヌナズナのbZIP型転写因子AREBファミリーの機能解析
(61)イネのDREB1/CBFファミリー遺伝子の網羅的解析
(62)Characterization of abiotic stress inducible genes for two CCCH-type zinc finger protein in rice
(63)イネの環境ストレス誘導性NACファミリーに属するOsNAC5の解析
(64)比較系統解析に基づいたDREB2型転写因子に共通する機能ドメインの探索
(65)イネの環境ストレス応答に関与する転写因子OsDREB2Bの機能解析
(66)シロイヌナズナの環境ストレス応答性転写因子DREB2Aの高温ストレス下における発現制御機構の解明
(67)植物の環境ストレス応答と耐性獲得の分子機構
(68)マイクロアレイ法を用いた遺伝子組換えバレイショにおける AtDREB1A 遺伝子の下流因子の探索
(69)ストレス応答性カルシウム結合タンパク質 RD20 遺伝子の機能解析
(70)ストレス応答性NAC転写因子RD26の翻訳後調節
(71)シロイヌナズナ共発現ネットワークを用いた乾燥ストレス応答性トランスクリプトーム解析
(72)Genetic and breeding study on near isogenic lines of IR64 for yield-related traits - QTL analysis for number of spikelet.
(73)Genetic and breeding study on near-isogenic lines of IR64 for yield-related traits selection of core sets for studies on adaptability to water-saving cultivation
(74)Identification and characterization of genomic regions associated with nitrogen dynamics in rice plants (Oryza sativa L.)
(75)Differential gene expression and mitotic cell analysis of the drought tolerant soybean (Glycine max L. Merrill Fabales, Fabaceae) cultivar MG/BR46 (Conquista) under two water deficit induction systems
パーマリンクhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3030093285
収録データベース研究課題データベース

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