高温登熟耐性に優れる水稲系統「東北206号」に対するHd1,Hd16,Hd18の出穂期改変効果
高温登熟耐性に優れる中生の水稲系統「東北206号」の出穂期を5~10日晩生化させるため,「東北206号」を反復親,「コシヒカリ」を供与親とした連続戻し交配により,出穂期関連遺伝子座(Hd1, Hd16, Hd18)を組み合わせて「コシヒカリ」型に置換した準同質遺伝子系統群(NILs)を育成し,宮城県におけるHd1,Hd16,Hd18の出穂期改変効果について検証した.Hd1座を「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,「東北206号」の出穂期よりも29日遅くなり,Hd16座,Hd18座をそれぞれ単独で「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,ともに3日早くなった.当初,出穂期を5日程度遅らせ...
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Published in | Ikushugaku kenkyu Vol. 22; no. 2; pp. 149 - 158 |
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Main Authors | , , , , , , , , , , |
Format | Journal Article |
Language | Japanese |
Published |
日本育種学会
01.12.2020
|
Subjects | |
Online Access | Get full text |
ISSN | 1344-7629 1348-1290 |
DOI | 10.1270/jsbbr.20J03 |
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Abstract | 高温登熟耐性に優れる中生の水稲系統「東北206号」の出穂期を5~10日晩生化させるため,「東北206号」を反復親,「コシヒカリ」を供与親とした連続戻し交配により,出穂期関連遺伝子座(Hd1, Hd16, Hd18)を組み合わせて「コシヒカリ」型に置換した準同質遺伝子系統群(NILs)を育成し,宮城県におけるHd1,Hd16,Hd18の出穂期改変効果について検証した.Hd1座を「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,「東北206号」の出穂期よりも29日遅くなり,Hd16座,Hd18座をそれぞれ単独で「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,ともに3日早くなった.当初,出穂期を5日程度遅らせると予測したHd1座とHd16座をともに「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,「東北206号」より15日遅くなった.Hd1座,Hd16座,Hd18座を全て「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は10日遅くなり,育種目標に合致した.予測した出穂期と実際の出穂期との違いは,「コシヒカリ」のHd1,Hd16,Hd18と,「東北206号」が保有するそれ以外の遺伝子の相互作用,あるいは温度や日長等の環境要因が原因と推察された.Hd1座,Hd16座,Hd18座を全て「コシヒカリ」型に置換したNILの中から,農業形質に優れる「東北229号」を選抜した.「東北229号」の出穂期は,「コシヒカリ」より9~10日遅く,高温登熟耐性に優れていた.本研究により,Hd1座,Hd16座,Hd18座を「コシヒカリ」型に置換することにより,行政ニーズに対応した高温登熟による玄米品質の低下を避けられる晩生の有望系統を短期間で育成することができた. |
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AbstractList | 高温登熟耐性に優れる中生の水稲系統「東北206号」の出穂期を5~10日晩生化させるため,「東北206号」を反復親,「コシヒカリ」を供与親とした連続戻し交配により,出穂期関連遺伝子座(Hd1,Hd16,Hd18)を組み合わせて「コシヒカリ」型に置換した準同質遺伝子系統群(NILs)を育成し,宮城県におけるHd1,Hd16,Hd18の出穂期改変効果について検証した。Hd1座を「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,「東北206号」の出穂期よりも29日遅くなり,Hd16座,Hd18座をそれぞれ単独で「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,ともに3日早くなった。当初,出穂期を5日程度遅らせると予測したHd1座とHd16座をともに「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,「東北206号」より15日遅くなった。Hd1座,Hd16座,Hd18座を全て「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は10日遅くなり,育種目標に合致した。予測した出穂期と実際の出穂期との違いは,「コシヒカリ」のHd1,Hd16,Hd18と,「東北206号」が保有するそれ以外の遺伝子の相互作用,あるいは温度や日長等の環境要因が原因と推察された。Hd1座,Hd16座,Hd18座を全て「コシヒカリ」型に置換したNILの中から,農業形質に優れる「東北229号」を選抜した。「東北229号」の出穂期は,「コシヒカリ」より9~10日遅く,高温登熟耐性に優れていた。本研究により,Hd1座,Hd16座,Hd18座を「コシヒカリ」型に置換することにより,行政ニーズに対応した高温登熟による玄米品質の低下を避けられる晩生の有望系統を短期間で育成することができた。 高温登熟耐性に優れる中生の水稲系統「東北206号」の出穂期を5~10日晩生化させるため,「東北206号」を反復親,「コシヒカリ」を供与親とした連続戻し交配により,出穂期関連遺伝子座(Hd1, Hd16, Hd18)を組み合わせて「コシヒカリ」型に置換した準同質遺伝子系統群(NILs)を育成し,宮城県におけるHd1,Hd16,Hd18の出穂期改変効果について検証した.Hd1座を「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,「東北206号」の出穂期よりも29日遅くなり,Hd16座,Hd18座をそれぞれ単独で「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,ともに3日早くなった.当初,出穂期を5日程度遅らせると予測したHd1座とHd16座をともに「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は,「東北206号」より15日遅くなった.Hd1座,Hd16座,Hd18座を全て「コシヒカリ」型に置換したNILの出穂期は10日遅くなり,育種目標に合致した.予測した出穂期と実際の出穂期との違いは,「コシヒカリ」のHd1,Hd16,Hd18と,「東北206号」が保有するそれ以外の遺伝子の相互作用,あるいは温度や日長等の環境要因が原因と推察された.Hd1座,Hd16座,Hd18座を全て「コシヒカリ」型に置換したNILの中から,農業形質に優れる「東北229号」を選抜した.「東北229号」の出穂期は,「コシヒカリ」より9~10日遅く,高温登熟耐性に優れていた.本研究により,Hd1座,Hd16座,Hd18座を「コシヒカリ」型に置換することにより,行政ニーズに対応した高温登熟による玄米品質の低下を避けられる晩生の有望系統を短期間で育成することができた. |
Author | 安藤, 露 佐伯, 研一 水林, 達実 石森, 裕貴 溝淵, 律子 田口, 文緒 山内, 歌子 福岡, 修一 中込, 佑介 佐藤, 浩子 遠藤, 貴司 |
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References | IRGSP (The International Rice Genome Sequencing Project) [https://rgp.dna.affrc.go.jp/J/IRGSP/download.html]. 2020年11月10日閲覧 Hori, K., K. Matsubara and M. Yano (2016) Genetic control of flowering time in rice: integration of Mendelian genetics and genomics. Theor. Appl. Genet. 129: 2241–2252. rap-db (The Rice Annotation Project Database) [https://rapdb.dna.affrc.go.jp/]. 2020年11月10日閲覧 Matsubara, K., E. Ogiso-Tanaka, K. Hori, K. Ebana, T. Ando and M. Yano (2012) Natural variation in Hd17, a homolog of Aradidopsis ELF3 that is involved in rice photoperiodic flowering. Plant Cell 53: 709–716. Shibaya, T., K. Hori, E. Ogiso-tanaka, U. Yamanouchi, K. Shu, N. Kitazawa, A. Shomura, T. Ando, K. Ebara, J. Wu et al. (2016) Hd18, encoding histone acetylase related to Arabidopsis FLOWERING LOCUS D, is involved in the control of flowering time in rice. Plant Cell 57: 1828–1838. Takahashi, Y., A. Shouma, T. Sasaki and M. Yano (2001) Hd6, a rice quantitative trait locus involved in photoperiod sensitivity, encodes the α subunit of protein kinase CK2. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98: 7922–7927. 農研機構稲品種データベース検索システム.[https://ineweb.narcc.affrc.go.jp/search/ine.cgi?action=inedata_top&ineCode=TOH02060]. 2020年11月10日閲覧 Hori, K., E. Ogiso-Tanaka, K. Matsubara, U. Yamanouchi, K. Ebana and M. Yano (2013) Hd16, a gene for casein kinase I, is involved in the control of rice flowering time by modulating the day-length response. Plant J. 76: 36–46. 齊藤大樹・奥本 裕・谷坂隆俊(2018)地域適応性を付与しイネの安定生産を可能にする出穂期遺伝子の同定・開発と機能解析.育種学研究 20: 174–179. Takeuchi, Y., T. Ebitani, T. Yamamoto, H. Sato, H. Ohta, H. Hirabayashi, I. Ando, H. Nemoto, T. Imbe and M. Yano (2006) Development of isogenic lines of rice cultivar Koshihikari with early and late heading by marker-assisted selection. Breed. Sci. 56: 405–413. Yan, W.H., P. Wang, H.X. Chen, H.J. Zhou, Q.P. Li, C.R. Wang, Z.H. Ding, Y.S. Zhang, S.B. Yu, Y.Z. Xing et al. (2011) A major QTL, Ghd8, plays pleiotropic roles in regulating grain productivity, plant height, and heading date in rice. Mol. Plant 4: 319–330. Tsuji, H., S. Tamaki, R. Komiya and K. Shimamoto (2008) Florigen and the photoperiodic control of flowering in rice. Rice 1: 25–35. Dai, C. and H. Xue (2010) Rice early flowering1, a CKI, phosphorylates DELLA protein SLR1 to negatively regulate gibberellin signaling. EMBO J. 29: 1916–1927. 宮野法近・国分牧衛(2009)宮城県における水稲玄米品質低下要因の解析―気象要因の影響について―.日作紀 78: 225–233. 松永和久(2005)イネ穂ばらみ期耐冷性の高精度検定法「恒温深水法」の確立と耐冷性遺伝子集積による高度耐冷性品種の育成.宮城古川農業試験場研究報告 4: 1–78. Nagasaki, H., K. Ebana, T. Shibaya, J. Yonemaru and M. Yano (2010) Core single-nucleotide polymorphisms—a tool for genetic analysis of the Japanese rice population. Breed. Sci. 60: 648–655. Doi, K., T. Izawa, T. Fuse, U. Yamanouchi, T. Kubo, Z. Shimatani, M. Yano and A. Yoshimura (2004) Ehd1, a B-type response regulator in rice, confers short-day promotion of flowering and controls FT-like gene expression independently of Hd1. Genes Dev. 18: 926–936. 谷坂隆俊(2009)イネ有用遺伝子の探索・同定とゲノム多様化機構の解明.育種学研究 11: 159–165. 梶 亮太・太田久稔・福嶌 陽・津田直人・森山茂治・今智穂美・遠藤貴司・中込佑介・佐藤浩子・川本朋彦ら(2016)東北地域における水稲高温登熟耐性基準品種の選定.東北農業研究センター研究報告 118: 49–55. Komiya, R., A. Ikegami, S. Tamaki, S. Yokoi and K. Shimamoto (2008) Hd3a and RFT1 are essential for flowering in rice. Development 135: 767–774. Yano, M., Y. Katayose, M. Ashikari, U. Yamanouchi, L. Monna, T. Fuse, T. Baba, K. Yamamoto, Y. Umehara, Y. Nagamura et al. (2000) Hd1, a major photoperiod sensitivity quantitative trait locus in rice, is closely related to the Arabidopsis flowering time gene CONSTANS. Plant Cell 12: 2473–2483. Saito, H., Q. Yuan, Y. Okumoto, K. Doi, A. Yoshimura, H. Inoue, M. Teraishi, T. Tsukiyama and T. Tanisaka (2009) Multiple alleles at Early flowering 1 locus making variation in the basic vegetative growth period in rice (Oryza sativa L.). Theor. Appl. Genet. 119: 315–323. Xue, W., Y. Xing, X. Weng, Y. Zhao, W. Tang, L. Wang, H. Zhou, S. Yu, C. Xu, X. Li et al. (2008) Natural variation in Ghd7 is an important regulator of heading date and yield potential in rice. Nat. Genet. 40: 761–767. 山本敏夫・長崎英樹(2011)「コシヒカリ」の全ゲノム塩基配列解読―日本のおコメの起源と変遷が明らかに―.農林水産技術研究ジャーナル 34: 35–39. Fujino, K., U. Yamanouchi and M. Yano (2013) Roles of the Hd5 gene controlling heading date for adaption to the northern limits of rice cultivation. Theor. Appl. Genet. 126: 611–618. Wu, W., X. Zheng, G. Lu, Z. Zhong, H. Gao, L. Chen, C. Wu, H. Wang, Q. Wang, K. Zhou et al. (2013) Association of functional nucleotide polymorphisms at DTH2 with the northward expansion of rice cultivation in Asia. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110: 2775–2780. 宮城県古川農業試験場(2011)宮城県における平成22年度水稲及び麦類・大豆の作柄解析.宮城県古川農業試験場臨時報告 8: 18–21. |
References_xml | – reference: Shibaya, T., K. Hori, E. Ogiso-tanaka, U. Yamanouchi, K. Shu, N. Kitazawa, A. Shomura, T. Ando, K. Ebara, J. Wu et al. (2016) Hd18, encoding histone acetylase related to Arabidopsis FLOWERING LOCUS D, is involved in the control of flowering time in rice. Plant Cell 57: 1828–1838. – reference: Dai, C. and H. Xue (2010) Rice early flowering1, a CKI, phosphorylates DELLA protein SLR1 to negatively regulate gibberellin signaling. EMBO J. 29: 1916–1927. – reference: Xue, W., Y. Xing, X. Weng, Y. Zhao, W. Tang, L. Wang, H. Zhou, S. Yu, C. Xu, X. Li et al. (2008) Natural variation in Ghd7 is an important regulator of heading date and yield potential in rice. Nat. Genet. 40: 761–767. – reference: Takahashi, Y., A. Shouma, T. Sasaki and M. Yano (2001) Hd6, a rice quantitative trait locus involved in photoperiod sensitivity, encodes the α subunit of protein kinase CK2. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98: 7922–7927. – reference: 谷坂隆俊(2009)イネ有用遺伝子の探索・同定とゲノム多様化機構の解明.育種学研究 11: 159–165. – reference: Takeuchi, Y., T. Ebitani, T. Yamamoto, H. Sato, H. Ohta, H. Hirabayashi, I. Ando, H. Nemoto, T. Imbe and M. Yano (2006) Development of isogenic lines of rice cultivar Koshihikari with early and late heading by marker-assisted selection. Breed. Sci. 56: 405–413. – reference: Matsubara, K., E. Ogiso-Tanaka, K. Hori, K. Ebana, T. Ando and M. Yano (2012) Natural variation in Hd17, a homolog of Aradidopsis ELF3 that is involved in rice photoperiodic flowering. Plant Cell 53: 709–716. – reference: 農研機構稲品種データベース検索システム.[https://ineweb.narcc.affrc.go.jp/search/ine.cgi?action=inedata_top&ineCode=TOH02060]. 2020年11月10日閲覧. – reference: rap-db (The Rice Annotation Project Database) [https://rapdb.dna.affrc.go.jp/]. 2020年11月10日閲覧. – reference: 齊藤大樹・奥本 裕・谷坂隆俊(2018)地域適応性を付与しイネの安定生産を可能にする出穂期遺伝子の同定・開発と機能解析.育種学研究 20: 174–179. – reference: Tsuji, H., S. Tamaki, R. Komiya and K. Shimamoto (2008) Florigen and the photoperiodic control of flowering in rice. Rice 1: 25–35. – reference: Komiya, R., A. Ikegami, S. Tamaki, S. Yokoi and K. Shimamoto (2008) Hd3a and RFT1 are essential for flowering in rice. Development 135: 767–774. – reference: 梶 亮太・太田久稔・福嶌 陽・津田直人・森山茂治・今智穂美・遠藤貴司・中込佑介・佐藤浩子・川本朋彦ら(2016)東北地域における水稲高温登熟耐性基準品種の選定.東北農業研究センター研究報告 118: 49–55. – reference: Yan, W.H., P. Wang, H.X. Chen, H.J. Zhou, Q.P. Li, C.R. Wang, Z.H. Ding, Y.S. Zhang, S.B. Yu, Y.Z. Xing et al. (2011) A major QTL, Ghd8, plays pleiotropic roles in regulating grain productivity, plant height, and heading date in rice. Mol. Plant 4: 319–330. – reference: 山本敏夫・長崎英樹(2011)「コシヒカリ」の全ゲノム塩基配列解読―日本のおコメの起源と変遷が明らかに―.農林水産技術研究ジャーナル 34: 35–39. – reference: Doi, K., T. Izawa, T. Fuse, U. Yamanouchi, T. Kubo, Z. Shimatani, M. Yano and A. Yoshimura (2004) Ehd1, a B-type response regulator in rice, confers short-day promotion of flowering and controls FT-like gene expression independently of Hd1. Genes Dev. 18: 926–936. – reference: Fujino, K., U. Yamanouchi and M. Yano (2013) Roles of the Hd5 gene controlling heading date for adaption to the northern limits of rice cultivation. Theor. Appl. Genet. 126: 611–618. – reference: 松永和久(2005)イネ穂ばらみ期耐冷性の高精度検定法「恒温深水法」の確立と耐冷性遺伝子集積による高度耐冷性品種の育成.宮城古川農業試験場研究報告 4: 1–78. – reference: Saito, H., Q. Yuan, Y. Okumoto, K. Doi, A. Yoshimura, H. Inoue, M. Teraishi, T. Tsukiyama and T. Tanisaka (2009) Multiple alleles at Early flowering 1 locus making variation in the basic vegetative growth period in rice (Oryza sativa L.). Theor. Appl. Genet. 119: 315–323. – reference: Hori, K., K. Matsubara and M. Yano (2016) Genetic control of flowering time in rice: integration of Mendelian genetics and genomics. Theor. Appl. Genet. 129: 2241–2252. – reference: 宮野法近・国分牧衛(2009)宮城県における水稲玄米品質低下要因の解析―気象要因の影響について―.日作紀 78: 225–233. – reference: 宮城県古川農業試験場(2011)宮城県における平成22年度水稲及び麦類・大豆の作柄解析.宮城県古川農業試験場臨時報告 8: 18–21. – reference: Wu, W., X. Zheng, G. Lu, Z. Zhong, H. Gao, L. Chen, C. Wu, H. Wang, Q. Wang, K. Zhou et al. (2013) Association of functional nucleotide polymorphisms at DTH2 with the northward expansion of rice cultivation in Asia. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110: 2775–2780. – reference: IRGSP (The International Rice Genome Sequencing Project) [https://rgp.dna.affrc.go.jp/J/IRGSP/download.html]. 2020年11月10日閲覧. – reference: Yano, M., Y. Katayose, M. Ashikari, U. Yamanouchi, L. Monna, T. Fuse, T. Baba, K. Yamamoto, Y. Umehara, Y. Nagamura et al. (2000) Hd1, a major photoperiod sensitivity quantitative trait locus in rice, is closely related to the Arabidopsis flowering time gene CONSTANS. Plant Cell 12: 2473–2483. – reference: Hori, K., E. Ogiso-Tanaka, K. Matsubara, U. Yamanouchi, K. Ebana and M. Yano (2013) Hd16, a gene for casein kinase I, is involved in the control of rice flowering time by modulating the day-length response. Plant J. 76: 36–46. – reference: Nagasaki, H., K. Ebana, T. Shibaya, J. Yonemaru and M. Yano (2010) Core single-nucleotide polymorphisms—a tool for genetic analysis of the Japanese rice population. Breed. Sci. 60: 648–655. |
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SubjectTerms | DNAマーカー選抜 Hd1 Hd16 Hd18 イネ コシヒカリ 出穂期 |
Title | 高温登熟耐性に優れる水稲系統「東北206号」に対するHd1,Hd16,Hd18の出穂期改変効果 |
URI | https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsbbr/22/2/22_20J03/_article/-char/ja https://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/2030936645 |
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ispartofPNX | 育種学研究, 2020/12/01, Vol.22(2), pp.149-158 |
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