Research press release


Nature Genetics

A gene for better rice


イネは、通常、質が高いほど胚乳の白濁度が低く、その他にもそれぞれの市場において望まれる特性(炊飯時間、粒質、色)が数多く存在する。これまでに穀粒収量を増やす遺伝子が数多く同定されているが、それ以外のイネの品質については、その調節に用いることのできる遺伝子の数は非常に少ない。このほど2つの独立した研究グループが、LOC_ Os07g41200遺伝子の変異によってイネの穀粒が細く、長くなり、胚乳の白濁度が低くなることを明らかにした。こうした質の改良で、収量は減少しなかった。

X Fuたちは、品質改良をもたらす遺伝子を同定するために、平凡な質を持つと考えられているイネ品種と優れた質のイネ品種を交配した。その結果、優れた質の品種が持つ遺伝子バリアントの発現量が高く、このことは穀粒が細長くなることと相関していた。

一方、J Liたちは、同じ手法を別のイネ品種に適用して、品質改良をもたらす遺伝子を同定した。そして、この遺伝子内の重複によって遺伝子発現が増加し、穀粒長が増大し、胚乳の白濁度が低下したことが判明した。

今回の2つの研究では、収量を増やし、あるいは品質に影響を及ぼす他の形質を改善する遺伝子バリアントとLOC_ Os07g41200遺伝子バリアントとを併用することで、非常に優れたイネの品種、エリート種を開発できることが実証された。

The discovery of gene variants that increase rice grain length and quality is reported in two independent papers published online this week in Nature Genetics. Rice breeders may be able to use the desirable version of this gene in combination with other gene variants known to affect rice grain length, quality, and yield to breed improved strains of rice.

Higher quality rice typically has lower chalkiness and is enriched for other desirable characteristics, within a given market, such as those related to cooking time, texture, and color. While many genes have been identified that can increase grain yield, there are far fewer genes known that breeders can use to control other aspects of rice quality. Two groups, working independently, have now discovered mutations in a gene known as LOC_ Os07g41200 that produce longer, more slender grains with less chalkiness. This increase in quality did not come at the expense of yield.

Xiangdong Fu and colleagues crossed two varieties of rice, one considered to be of mediocre quality and one of excellent quality, to locate the genes responsible for better quality. They found that the gene variant from the “excellent” variety was expressed at higher levels, and this correlated to more slender grains.

In a separate study, Jiayang Li and colleagues used a similar approach with different rice varieties to locate the gene for improved quality. In their study, a duplication within the gene caused higher gene expression, leading to longer grains and reduced chalkiness.

Both studies demonstrated that other gene variants known to improve yield or other traits affecting quality could be combined with the high quality LOC_ Os07g41200 variant to produce new elite varieties of rice.

doi: 10.1038/ng.3346


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