アフリカの栽培イネが芒（のぎ）を失った理由 ～アジアとアフリカで異なる遺伝子の選抜が起きたことを解明～

東北大学大学院生命科学研究科と名古屋大学、岡山大学、九州大学、福井県立大学の共同研究成果プレスリリースです！

 
 

＜発表のポイント＞

• イネの芒（のぎ）は種子先端に形成される突起状の構造物で、野生イネでは自然状況下において種子の拡散や種子の保護に役立っている。
• イネはアジアとアフリカの2地域で独立に栽培化されたが、どちらの地域のイネでも芒は栽培化の過程で失う方向に選抜された。
• アジアイネとアフリカイネでは異なる遺伝子が選抜されることにより、芒喪失という共通の表現型を達成することができた。

◆概 要
　人類はおよそ1万年かけて、野生イネを改良して栽培に適したものにしてきました。イネはアジアとアフリカの2地域で独立に栽培化されましたが、その標的となった表現型は両者で共通するものが多く、芒の喪失もその1つでした。

　東北大学大学院生命科学研究科の別所-上原助教ら、名古屋大学そのほかの共同研究チームは、栽培化の過程でアフリカイネが芒（のぎ、種子先端にできる突起状構造物）を失う原因となった遺伝子変異を同定しました。

　これまでに研究チームは、アジアイネの芒喪失にRAE1とRAE2の2つの遺伝子の機能欠損が重要であったことを示してきましたが、アフリカイネの芒喪失については詳しくわかっていませんでした。

　本研究では、アフリカイネにおける芒喪失はRAE3という遺伝子の機能欠損が原因であったことを示しました。これまでアジアイネとアフリカイネの栽培化関連形質は、同じ遺伝子の異なる変異が選抜されることにより達成されてきたと報告されていましたが、今回初めて、アジアイネとアフリカイネで共通の栽培化形質（芒の喪失）が異なる遺伝子変異の選抜によってもたらされたことを明らかにしました。

　この研究成果は、2023年1月17日付で米国科学雑誌「Proceedings of the National Academy of Sciences」電子版に掲載されました。
 

図1. 野生イネ（有芒）と栽培イネ（無芒）の種子。種子の上に長く伸びる突起状の構造物が芒

 

図2. 芒伸長におけるRAE3タンパク質の役割

 

図3. 予想されるアジアとアフリカにおけるRAE1、RAE2、RAE3遺伝子の選抜過程とRAE1-RAE2-RAE3の遺伝学的関係性

【謝 辞】
・科研費 学術変革領域研究(A)（JP20H05912）
・科研費 研究活動スタート支援（JP20K22644）
・科研費 特別研究員奨励費（JP15J03740）
・科学技術振興機構（JST）地球規模課題対応国際科学技術協力プログラム（SATREPS）
　「ミャンマーにおけるイネゲノム育種システム強化」(JPMJSA1706)


【論 文】
　題　目：REGULATOR OF AWN ELONGATION 3, an E3 ubiquitin ligase, is responsible for loss of awns during African rice domestication
　著　者： Kanako Bessho-Uehara, Kengo Masuda, Diane R. Wang, Rosalyn B. Angeles-Shim, Keisuke Obara, Keisuke Nagai, Riri Murase, Shin-ichiro Aoki, Tomoyuki Furuta, Kotaro Miura, Jianzhong Wu, Yoshiyuki Yamagata, Hideshi Yasui, Michael B. Kantar, Atsushi Yoshimura, Takumi Kamura, Susan R. McCouch, Motoyuki Ashikari*
　*責任著者
　筆頭著者情報：（氏名、所属）：別所-上原奏子（東北大学大学院生命科学研究科）
　雑　誌：Proceedings of the National Academy of Sciences
　D  O  I：https://doi.org/10.1073/pnas.2207105120


【著者所属】
　東北大学・大学院生命科学研究科（別所-上原奏子）
　名古屋大学・生物機能開発利用研究センター（永井啓祐、芦苅基行）
　名古屋大学・大学院生命農学研究科（増田健吾、村瀬李梨）
　名古屋大学・農学部（青木振一郎）
　名古屋大学・大学院生命理学研究科（小原圭介、嘉村巧）
　岡山大学・資源植物科学研究所（古田智敬）
　九州大学・大学院農学研究院（山形悦透、安井秀、吉村淳）
　福井県立大学・生物資源学部（三浦孝太郎）
　農業・食品産業技術総合研究機構（呉健忠）
　パデュー大学・農学部（Diane R. Wang）
　テキサス工科大学・植物土壌科学部（Rosalyn B. Angeles-Shim）
　ハワイ大学・熱帯植物土壌科学部（Michael B. Kantar）
　コーネル大学・植物遺伝育種学部（Susan R. McCouch）


◆詳しい研究内容について
　アフリカの栽培イネが芒（のぎ）を失った理由～アジアとアフリカで異なる遺伝子の選抜が起きたことを解明～
　https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r4/press20230119-1.pdf

 

◆本件お問い合わせ先
＜研究に関すること＞
　東北大学 大学院生命科学研究科
　担当 助教 別所-上原 奏子（べっしょ-うえはら かなこ）
　電話番号： 022-795-3543

＜報道に関すること＞
　東北大学大学院生命科学研究科広報室
　担当 高橋 さやか （たかはし さやか）
　電話番号： 022-217-6193

　東海国立大学機構 名古屋大学広報室
　電話番号：052-789-3058

　岡山大学総務・企画部広報課
　担当 三村 涼子（みむら りょうこ）
　電話番号：086-251-8415

　九州大学広報室
　電話番号：092-802-2130

　福井県立大学 生物資源学部
　担当 准教授 三浦 孝太郎（みうら こうたろう）
　電話番号：0776-77-1443（代表）

＜岡山大学の産学連携などに関するお問い合わせ先＞
　岡山大学研究推進機構 産学官連携本部
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1丁目1番1号 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
   　      　 ※◎を@に置き換えて下さい。
　TEL: 086-251-8463
　https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/

　岡山大学メディア「OTD」（アプリ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000011.000072793.html
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　岡山大学SDGs～地域社会の持続可能性を考える（YouTube）：https://youtu.be/Qdqjy4mw4ik
　岡山大学Image Movie (YouTube)：https://youtu.be/pKMHm4XJLtw
　「岡大TV」(YouTube)：https://www.youtube.com/channel/UCi4hPHf_jZ1FXqJfsacUqaw
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　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000373.000072793.html
　岡山大学『企業の人事担当者から見た大学イメージ調査2022年度版』中国・四国１位!!
　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000122.000072793.html

国立大学法人岡山大学は、国連の「持続可能な開発目標（SDGs）」を支援しています。また、政府の第1回「ジャパンSDGsアワード」特別賞を受賞しています

 

https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001184.000072793.html