収量および倒伏抵抗性に関わる多面発現性遺伝子を利用したイネ品種改良の新しいアプローチ
メンバー： 大川泰一郎
分野： 生産環境農学、ゲノム科学、生物科学
所属： 農学研究院
キーワード： イネ、多収、倒伏抵抗性、バイオマス生産、量的形質遺伝子座、ゲノム、バイオマスエネルギー
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研究概要
食料問題の解決のために、イネの収量および倒伏抵抗性向上のための研究を行っています。収量増加と倒伏抵抗性の向上の両法に関わる多面発現性遺伝子を利用した新しいイネ品種改良の新しいアプローチを提案します。すでに、量的形質遺伝子座（QTL）解析とポジショナルクローニング法を用いて、強稈性と収量に関わるいくつかの多面発現性遺伝子を同定しています。
現在、以下の研究課題を行っています。
１）収量および倒伏抵抗性に関わる主要なQTLの特定と原因遺伝子の同定
２）収量および倒伏抵抗性に関わるQTLの集積とその効果
３）DNAマーカー選抜を利用した倒伏抵抗性・多収イネ品種の開発
４）バイオマスエネルギーのためのバイオマス生産量の高いイネ品種の開発
主要論文・参考事項
1)"Isolation of a novel lodging resistance QTL gene involved in strigolactone signaling and its pyramiding with a QTL gene involved in another mechanism", Yano,K., Ookawa,T., Aya,K., Ochiai,Y., Hirasawa,T., Ebitani,T., Takarada,T., Yano,M., Yamamoto,T., Fukuoka,S., Wu,J., Ando,T., Ordonio,R.L., Hirano,K. and Matsuoka,M., Molecular Plant, Vol.8, 303-14, 2015.
2)"Increased lodging resistance in long-culm, low-lignin gh2 rice for improved feed and bioenergy production", Ookawa,T., Inoue,K.,Matsuoka,M., Ebitani,T., Takarada,T., Yamamoto,T., Ueda,T., Yokoyama, T., Sugiyama,C., Nakaba,S., Kato,H., Kanekatsu,M., Toyota,K., Motobayashi,T., Vazirzanjani,M., Tojo,S. and Hirasawa,T., Scientific Reports, Vol.4, 6567, 2014.
3) "A natural variant of NAL1, selected in high-yield rice breeding programs, pleoitropically increases photosynthesis rate", Takai,T., Adachi,S., Taguchi-Shiobara,F., Sanoh-Arai,Y., Iwasawa,N., Yoshinaga,S., Hirose,S., Taniguchi,Y., Yamanouchi,U., Wu,J., matsumoto,T., Sugimoto,K., Kondo,K., Ikka,T., Ando,T., Kono,I., Ito,S., Shomura,A., Ookawa,t., Hirasawa,T., Yano,M., Kondo,M. and Yamamoto, T., Scientific Reports, Vol.3, 2149, 2013.
4) "New approach for rice improvement using a pleiotropic QTL gene for lodging resistance and yield", Ookawa,T., Hobo,T., Murata,K., Ando,T., Miura,H., Asano,K., Ochiai,Y., Ikeda,M., Nishitani, R., Ebitani,T., Ozaki,H., Angeles,E.R., Hirasawa, T. and Matsuoka,M., Nature Communications, Vol.1, 12, 2010.
5) Biomass production and lodging resistance in 'Leaf Star', a new long-culm rice forage cultivar, Plant Production Science, Vol.1, 58-66, 2010.
6)イネ品種登録「水稲農林413号（リーフスター）」、登録番号16764号、登録日2008年3月18日
7)イネ品種登録「コシヒカリ富農SCM1号」、登録番号22989号、登録日2014年2月12日
お問い合わせ先
東京農工大学・先端産学連携研究推進センター
urac[at]ml.tuat.ac.jp（[at]を@に変換してください）
New approach for rice improvement using pleiotropic genes for lodging resistance and yield
Research members： Dr. Taiichiro Ookawa
Research fields： Plant production and environmental agriculture, Genome science, Biological Science
Departments： Institute of Agriculture
Keywords： Rice, High yield, Lodging resistance, Biomass production, Quantitative trait loci, Genome, Bioenergy
Web site：
Summary
To solve the food crisis, we study on rice improvements for enhancing lodging resistance and yield. We suggest that breeding rice varieties with a high grain yield and enhanced lodging resistance can be approach using pleiotorpic genes having similar physiological functions.In our studies, we have identified some genes controlling culm strength and yield due to pleiotropic effects using a quantitative trait loci (QTL) analysis combined with positional cloning.
The following researches are underway in our laboratory.
1) Identification and isolation of a major QTL conferring lodging resistance and yield
2) Pyramiding effects of the major QTLs for lodging resistance and high yield
3) Development of new varieties with a superior lodging resistance and a high yield using DNA maker assisted selection
4) Development of the new varieties with a high biomass production for bioenergy
Reference articles and patents
1)"Isolation of a novel lodging resistance QTL gene involved in strigolactone signaling and its pyramiding with a QTL gene involved in another mechanism", Yano,K., Ookawa,T., Aya,K., Ochiai,Y., Hirasawa,T., Ebitani,T., Takarada,T., Yano,M., Yamamoto,T., Fukuoka,S., Wu,J., Ando,T., Ordonio,R.L., Hirano,K. and Matsuoka,M., Molecular Plant, Vol.8, 303-14, 2015.
2)"Increased lodging resistance in long-culm, low-lignin gh2 rice for improved feed and bioenergy production", Ookawa,T., Inoue,K.,Matsuoka,M., Ebitani,T., Takarada,T., Yamamoto,T., Ueda,T., Yokoyama, T., Sugiyama,C., Nakaba,S., Kato,H., Kanekatsu,M., Toyota,K., Motobayashi,T., Vazirzanjani,M., Tojo,S. and Hirasawa,T., Scientific Reports, Vol.4, 6567, 2014.
3) "A natural variant of NAL1, selected in high-yield rice breeding programs, pleoitropically increases photosynthesis rate", Takai,T., Adachi,S., Taguchi-Shiobara,F., Sanoh-Arai,Y., Iwasawa,N., Yoshinaga,S., Hirose,S., Taniguchi,Y., Yamanouchi,U., Wu,J., matsumoto,T., Sugimoto,K., Kondo,K., Ikka,T., Ando,T., Kono,I., Ito,S., Shomura,A., Ookawa,t., Hirasawa,T., Yano,M., Kondo,M. and Yamamoto, T., Scientific Reports, Vol.3, 2149, 2013.
4) "New approach for rice improvement using a pleiotropic QTL gene for lodging resistance and yield", Ookawa,T., Hobo,T., Murata,K., Ando,T., Miura,H., Asano,K., Ochiai,Y., Ikeda,M., Nishitani, R., Ebitani,T., Ozaki,H., Angeles,E.R., Hirasawa, T. and Matsuoka,M., Nature Communications, Vol.1, 12, 2010.
5) Biomass production and lodging resistance in 'Leaf Star', a new long-culm rice forage cultivar, Plant Production Science, Vol.1, 58-66, 2010.
6)イネ品種登録「水稲農林413号（リーフスター）」、登録番号16764号、登録日2008年3月18日
7)イネ品種登録「コシヒカリ富農SCM1号」、登録番号22989号、登録日2014年2月12日
Contact
University Research Administration Center(URAC),
Tokyo University of Agriculture andTechnology
urac[at]ml.tuat.ac.jp
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