ゲノム制御グループ

Group of Genome Regulation

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教員

教授: 前川 雅彦 Prof. Dr. Masahiko MAEKAWA
E-mail: mmaekawa@(@以下はrib.okayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野: 作物育種学
准助教: 江崎 文一 Assoc. Prof. Dr. Bunichi EZAKI
E-mail: bezaki@(@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野: 植物分子遺伝学
准教授: 杉本 学 Assoc.Prof. Dr. Manabu SUGIMOTO
E-mail: manabus@(@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野: 環境ストレス生化学
助教: 力石 和英 Assist Prof. Dr. Kazuhide RIKIISHI
E-mail: riki@(@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野: 植物分子遺伝学
助教: 宇都木 繁子 Assist Prof. Dr. Shigeko UTSUGI
E-mail: utsugi@(@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野: 植物分子生物学

主な研究テーマ

1. イネにおけるDNAトランスポゾンnDartタグラインからの各種変異体の単離と遺伝子機能解析
イネでは全塩基配列の解読がほぼ終了し、それぞれの遺伝子機能が解明されつつある。種々の遺伝子の機能解明にはタグされた遺伝子破壊系統の解析が威力を発揮する。タグされた遺伝子破壊系統作成にあたっては,DNA型トランスポゾンが有用であるが、イネではこのタイプの内在性の活性のあるトランスポゾンは MITEのmPing以外未発見であった。我々は、イネの日印間交雑F2で得られた易変性を示す葉緑素異常変異体からマップベースクローニング法により Ac/Ds型に属する、非自律性因子nDartnon-autonomous Ds-related active rice transposon)を発見した。現在このnDartを用いてタグラインを育成し、データベースの構築を進めている。

2. 野生イネ由来旺盛型イネの開発とその要因解析
21世紀の農業のあり方として環境に調和した低投入高収量型の持続的農業が理想とされる。そのためには、少肥条件においてもある程度の収量を確保できるような作物品種の育成が望まれる。本研究では、低投入高収量型品種の条件として考えられる生育旺盛性をもたらす要因を野生イネからの遺伝子導入系統を用いて解明することを目的とする。アフリカの野生種Oryza longistaminataからしおかりへの染色体部分置換系統の中から生育旺盛型イネを育成した。導入染色体を調べたところ、第3染色体と第7染色体のそれぞれ末端領域が導入されていることが明らかとなった。

3.イネ科有用野生植物を用いた環境ストレス耐性機構の解明、耐性遺伝子の探索と評価
野生植物には劣悪な環境への適応能力が高いものが多い。そこで野生植物を用いて、金属ストレスや酸化ストレスに対する耐性機構や応答機構を研究している。イネ科のメリケンカルカヤの場合、そのアルミニウム高耐性には5つの機構が存在しており、それらを解析している。また、シロイヌナズナの多種ストレス応答性AtGST11遺伝子の発現応答には4つの転写調節因子(2つのアクティベーターと2つのリプレッサー)が関わっており、それらの作用機構も解析している。

4. コムギ穂発芽制御機構の解析
日本におけるコムギ栽培では、収穫期の雨による穂発芽の発生が深刻な問題となっている。穂発芽の原因として種子の休眠性が挙げられる。コムギの栽培品種である農林61号は、種子休眠性が強く、穂発芽耐性を示す品種の一つである。農林61号より作出した休眠性低下突然変異系統を用い、コムギの種子休眠性の制御機構を解析している。

5. 種子形成過程における水環境とその調節に関する研究
種子形成あるいは発芽の過程で細胞の伸長成長や登熟により細胞は大きな変化(ストレス)を受けると考えられる。外界の温度や湿度により自然に乾燥すると思われがちな種子においても、その調節あるいは登熟後期の乾燥に備えて組織や細胞を維持するような機構が存在すると推測される。本テーマでは種子で特異的に発現する液胞型アクアポリンを解析することにより、種子の発達・成長や乾燥に伴う細胞の水環境、内膜を介した水輸送と調節について明らかにする。

Latest publications (for complete and most current publications visit group pages)

(1) Li, W., Yoshida, A., Takahashi, M., Maekawa, M., Kojima, M., Sakakibara, H. and Kyozuka, J. SAD1, an RNA polymerase I subunit A34.5 of rice, interacts with Mediator and controls various aspects of plant development. Plant J. 81: 282-291. (2015. 1.)
(2) Tanaka, S., Kihara, M. and Sugimoto, M. Structure and molecular characterization of barley nudix hydrolase genes. Biosci. Biotechnol. Biochem. 79: 394-401. (2015. 3.)
(3) Ahmed, N., Tetlow, I. J., Nawaz, S., Iqbal, A., Mubin, M., Nawaz, U. l Rehman M. S., Butt A, Lightfoot D. A. and Maekawa, M. Effect of high temperature on grain filling period, yield, amylose content and activity of starch biosynthesis enzymes in endosperm of basmati rice. J Sci Food Agric. 95: 2237-343. (2015. 8.)
(4) Hayashi-Tsugane, M., Maekawa, M. and Tsugane, K. A gain-of-function Bushy dwarf tiller 1 mutation in rice microRNA gene miR156d caused by insertion of the DNA transposon nDart1. Sci. Rep. 5: 14357. doi: 10.1038/srep14357. (2015. 9.)
(5) Utsugi, S., Shibasaka, M., Maekawa, M. and Katsuhara, M. Control of the Water Transport Activity of Barley HvTIP3;1 Specifically Expressed in Seeds. Plant Cell Physiol. 56: 1831-1840. (2015. 9.)
(6) Ezaki, B., Takahashi, K., Utsumi, K. and Higashi, A. A half-type AvABCG1 transporter derived from Andropogon virginicus L. confers aluminum tolerance. Environ. Exp. Bot. 118: 21-31. (2015. 10.)
(7) Aggarwal, A., Ezaki, B. and Tripathi, B. N. Two detoxification mechanisms by external malate detoxification and anti-peroxidation enzymes cooperatively confer aluminum tolerance in the roots of wheat (Triticum aestivum L.). Environ. Exp. Bot. 120: 43-54. (2015. 12.)
(8) Rikiishi K, Matsuura T, Ikeda Y, Maekawa M. Light inhibition of shoot regeneration is regulated by endogenous abscisic acid level in calli derived from immature barley embryos. PLOS ONE 10(2): e0145242. doi: 10.1371/journal.pone.0145242. (2015. 12.)
(9) Aggarwal, A., Ezaki, B., Munjal, A. and Tripathi, B. N. Physiology and Biochemistry of Aluminum Toxicity and Tolerance in Crops. Stress Responses in Plants. eds Bhumi Nath Tripathi, Maria_Müller. p35-58. Springer. ISBN 978-3-319-13367-6 ISBN 978-3-319-13368-3 (eBook) DOI 10.1007/978-3-319-13368-3. (2015)