Research Abstract
イネ品種改良への新たなアプローチ：1つで収量が多く倒れにくくする量的形質遺伝子座の多面発現性遺伝子の利用
本研究では、染色体断片置換系統群を用いて、STRONG CULM2（SCM2）とよばれる強い茎の量的形質遺伝子座（QTL）を同定した。
New approach for rice improvement using a pleiotropic QTL gene for lodging resistance and yield
2010年11月30日 Nature Communications 1 : 132 doi: 10.1038/ncomms1132
化学肥料の施用により、茎が伸長し倒伏しやすいイネとなり、作物収量が低下する。本研究では、染色体断片置換系統群を用いて、STRONG CULM2（SCM2）とよばれる強い茎の量的形質遺伝子座（QTL）を同定した。この遺伝子のポジショナルクローニングを行ったところ、SCM2は、穂構造を制御することが報告されている遺伝子ABERRANT PANICLE ORGANIZATION1（APO1）と同一であることが明らかになった。SCM2を含む準同質遺伝子系統では、この遺伝子の多面発現により、茎の強度が高まり、籾数も増加した。SCM2はAPO1の機能獲得型変異であるが、APO1が過剰発現する変異体で報告されている穂数の減少や小穂の形態異常などの負の影響はみられない。QTL解析とポジショナルクローニングの組み合わせによる耐倒伏性にかかわる遺伝子の同定は、イネの耐倒伏性および生産性を高めるのに有効なアプローチの1つである。
- 東京農工大学大学院農学研究院
- 名古屋大学生物機能開発利用研究センター
- 農業生物資源研究所QTLゲノム育種研究センター
- 富山県農林水産総合技術センター
- 農林水産先端技術研究所
The use of fertilizer results in tall rice plants that are susceptible to lodging and results in reduced plant yields. In this study, using chromosome segment substitution lines, we identified an effective quantitative trait loci (QTL) for culm strength, which was designated STRONG CULM2 (SCM2). Positional cloning of the gene revealed that SCM2 was identical to ABERRANT PANICLE ORGANIZATION1 (APO1), a gene previously reported to control panicle structure. A near-isogenic line carrying SCM2 showed enhanced culm strength and increased spikelet number because of the pleiotropic effects of the gene. Although SCM2 is a gain-of-function mutant of APO1, it does not have the negative effects reported for APO1 overexpression mutants, such as decreased panicle number and abnormal spikelet morphology. The identification of lodging-resistance genes by QTL analysis combined with positional cloning is a useful approach for improving lodging resistance and overall productivity in rice.
