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イネ(稲)



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イネ
連作
  • 稲作は2000年連作しても問題が無い

稲わら
  • にはシリカ(二酸化ケイ素)が含まれている。
    2011年の福島原発事故で稲ワラが放射能汚染。エサとした牛肉から放射性セシウムが検出された。7/19には47都道府県に調査指示が出た。

ミトコンドリア解読
  • 農業生物資源研究所と東京大学大学院農業生命化学研究班は2002年、イネのミトコンドリアのゲノム(全遺伝情報)を完全に解読したと発表した。
  • 主要な穀物でのミトコンドリアゲノムの解読は初めて






田んぼは粗くゴロゴロに耕します
  • 丁寧に耕すと、あの人は仕事が丁寧な人だねと近所の人は言うかもしれませんが、イネにはよくありません。
    田んぼが十分に乾いて、ヒビが出るほどになってから耕します。
    また湿気があるうちに耕すと、後でとんでもない結果が表れます。
    だからたとえ時間がかかっても必ず乾いた田んぼを起こしてください。
    畑も同じです。『乾土効果』という現象があります。
    乾いた土を耕して起きる効果です。
  • 乾いた田んぼを起こす場合と、湿った土で田んぼを起こす場合では、収量に大きな差が出ます。
    乾いた土では好気性菌が働き、湿った土では嫌気性菌が働きます。
    田んぼに水を入れる前、自然小山の生態系を取り入れる必要があります。前年にとれた生ワラを撒きます。生ワラは山の落ち葉と同じ土の一番上です。
    秋に耕起は不要です。発酵と腐敗は異なります。
    土の上にワラがあると障害となるガスが発生しません。
    普通は米を取った分、養分がマイナスになると考えるのでしょうが、自然界はそうではありません。
  • 逆に肥料をやることによって、作物が泣くことがあります
    (日経プレミアシリーズ、木村秋則著「リンゴが教えてくれたこと」p111〜)





開花、仕組み解析
  • 2003年、奈良先端科学技術大学院大学の島本功教授らのチームはイネの開花メカニズムを遺伝子レベルで解明した。イネは日が短くなると開花する『短日植物』の一種。開花を促す情報伝達経路で働く3種類の遺伝子を分析。経路の上流で機能する遺伝子「OsGI」が活発に働くと、下流の遺伝子「Hd3a」が抑制され、開花しにくくなることが分かった。
    遺伝子を組み換えて上流の遺伝子を過剰に働かせたイネは、野生型イネと比べて種をまいてから開花までに1.5倍から2倍かかった。
    イネとは逆に日が長くなると花を咲かせる『長日植物』のシロイヌナズナは、イネとほぼ同じ3種類の遺伝子を持つ。しかし、上流の遺伝子の働きが活発になると、下流の遺伝子も活発になる。今回、両者の違いが明らかになったことで、開花の機構を人工的に調節する足がかりができた。

開花ホルモン
  1. 「約70年前に仮説が唱えられた花咲物質「花成ホルモン」(フロリゲン)の正体を奈良先端科学技術大学院大学のグループが突き止めた。
    『Hd3a』という遺伝子が作るタンパク質で、イネで見つけた。他の多くの植物にも共通する可能性が高いという。成果は2007年4/19のネイチャー電子版に掲載。
    このタンパク質を薬に応用できれば、花咲じいさんの灰のように季節や樹齢と関係なく花や実をつけさせることができるかもしれない
  2. 2009年、奈良先端科学大学院大学の島本功教授らは、イネを開花させるホルモンが2種類あり、日の長さによって使い分けていることを突き止めた。
    成果は英専門誌デベロップメントに掲載。
    研究チームはすでに花咲ホルモンとして、遺伝子Hd3aが作タンパク質がイネで働くことを明らかにしていた。今回、Hd3aの隣にある『RFT1』という遺伝子に着目し、その働きをRNA干渉という技術で調べた。
    日照が1日10時間の短日条件でイネを栽培した時にHd3aの働きを抑えると、通常のイネの開花より約1ヶ月延びた。RFT1を抑えても変化がなかった。
    日照14時間の長日条件では、Hd3aの働きを抑えても変化は見られなかった。RFT1を抑えると開花までに約50日余分にかかった。




花を作るのに必要な遺伝子
  • 2009年、東京大学の平野博之教授らのチームは、イネの花を形作るのに必要な遺伝子を突き止めた。
    ほかの植物には見られないイネの特徴を作る遺伝子で、この遺伝子が働かないと1000年以上前のイネと似た品種になるという。
    成果は11/10の米アカデミー紀要に掲載。
    研究チームは、イネの花の形が通常と異なる変異体の遺伝子を詳しく調べ、イネの花の外側部分にある小器官「護えい」を作るのに必要な遺伝子『G1遺伝子』を突き止めた。この遺伝子が働かないと護えいが無くなり、イネのもみ殻の外側の部分が大きくなっていた。
    花を形作る遺伝子は植物の種類が異なっても共通の遺伝子が多く、主要な種類は解明されていた。
    護えいはかって稲穂だった部分が機能のない器官になったとされる

収量UP・・・遺伝子特定
  • 2010年、コメの収穫量を大幅に増やすイネの遺伝子を特定したと、名古屋大学生物機能開発利用研究センターの芦刈基行教授らがネイチャージェネティクスに発表。
    実験では約4割増えた。

高さ10b・・・浮きイネ
  • 2009年、名古屋大学や九州大学のグループは、河川の氾濫で突然の増水に遭遇すると背丈を10b以上に伸ばす遺伝子をイネで発見した。
    洪水が多いバングラデシュなどで栽培される「浮きイネ」と呼ぶ種類に特有の遺伝子。
    イネが水に浸かると遺伝子が働き、水面よりも上に葉を出して水死をのがれる。日本のイネではこのような遺伝子は持っていない。
    成果は8/20発行のネイチャーに掲載
    東南アジアや南米アマゾン流域で育つイネの一種は、雨期に一帯が水没しても生き残る。洪水で水かさが増してくると1日で背丈を20〜25cmも伸ばす。水深が10b以上になっても、葉を水面から50cmは出して呼吸を確保する。
    冠水に耐えるイネの遺伝子を解析したところ、『スノーケル1』『スノーケル2』という2つの遺伝子が水位に合わせて、節を増やし、節の間隔を拡げていた。
    イネが水中に沈むと、通常は大気中に漏れ出てしまう植物ホルモンの「エチレン」がイネの体内に溜まる。エチレンの蓄積から、水没の危機を察知した2つの遺伝子が活性化して背丈が伸びる。
    日本のイネに2つの遺伝子を入れると、背丈を伸ばすようになった

高さ5cmのイネ
  • 2000年、農水省農業生物資源研究所は背の高さが通常の1/20以下という極めて小さな“ミニチュアイネ”を開発した。穂が出る時期になっても5cmにしか育たないため、風に倒れにくくなり収穫量の増加が期待できるという。研究チームは特殊な条件でふつうのイネを培養して、イネが持っている遺伝子の一部の働きを抑えることで、新種のイネを作り出すことに成功した。
    イネの遺伝子の働きを抑えるために、研究グループはイネの中で通常は寝ている『
    トランスポゾン』と呼ばれる遺伝子を利用した。
    トランスポゾンは「動く遺伝子」と呼ばれ、ほかの遺伝子の様々な場所に潜り込んで、その働きを抑える。イネを特殊な条件下で培養することでトランスポゾンを目覚めさせ、遺伝子のいくつかを破壊し、背丈が極端に低く、葉の面積が広いイネを作り出した。
    稲の成長に関わるジベレリンと呼ばれる植物ホルモンなどの合成が妨げられたことが原因と見られるが、どの遺伝子が壊れ、どのような仕組みでなったのかは分からない。
    今回の技術は外部から遺伝子を導入して、作物に有益な性質を持たせる遺伝子組み替え技術とは異なり、作物そのものが本来持っている遺伝子を利用して、新しい品種を生み出せるため、普及する可能性が大きい







トランスポゾン
  • 2009年、京都大学の谷坂隆俊教授と米ジョージア大学のチームは、動く遺伝子と呼ばれる「トランスポゾン」によって、イネが低温や煙害など環境ストレスに耐える力を高める仕組みを解明した。
    成果はネイチャー電子版(10/22)に発表。
    トランスポゾンは他の遺伝子の様々な場所に潜んで、その働きを変える機能などがある。イネではゲノム(全遺伝情報)の35%を占める。
    研究チームは、「mping」というトランスポゾンが1000個以上あり、他の遺伝子部分に潜り込みやすい「銀坊主」という品種のイネと、トランスポゾンが50個しかない「日本晴」を比べた。
    4℃の低温環境や、海水の約1/3の塩分濃度の水を与えるなどの方法でストレスを加え、mpingの移動先や影響を調べた。
    銀坊主ではとトランスポゾンの移動の結果、ストレスに反応して働く20個の遺伝子のうち7割が活発化した。移動先は遺伝子の働きを制御する転写調節領域が多かった。移動先に近い、他のストレス応答遺伝子も書き込んで活発化させていることも分かった。

イネで抗菌物質(昆虫が持つ)を生産
  • 「東京理科大学と明治大学の共同研究グループはイネの遺伝子を組み替えて昆虫が持つ抗菌物質を作らせることに成功した。微生物では作りにくい有用物質を遺伝子組み換え植物を使って量産する『分子農業』の基礎技術を確立できたとしている。


抗菌物質を合成
  • 「山形大学と東京大学などの研究グループは、イネが病気や害虫から身を守るために重要な物質を作る酵素を特定した。
    解明したのは、山形大学農学部の豊増知伸助教授と佐々木武史教授、東大生物生産工学研究センターの山根久和教授らのグループ。
    イネは病原菌などを感知すると『ファイトアレキシン』と呼ぶ抗菌性の物質を作る。研究グループは、イネの培養細胞を使って、4タイプのファイトアレキシンを作るのに関わる酵素6種類を特定した。




アルツハイマー病の予防に・・・食べるワクチン
イネでワクチン

アルツハイマー病の予防のために「食べるワクチン」が、農業・食品産業技術総合研究機構の東北農業研究センター(盛岡市)で開発。
遺伝子技術を使い、イネに原因物質であるタンパク質「アミロイドベータ」を組み込んである。

精米して食べると体内にアミロイドベーターに対する抗体ができる。

目指すのは、人間の体が持つ免疫反応をそのまま使い、抗体が体内のアミロイドベーターを次々に破壊して、病の発症を防ぐ仕組みだ。
研究に参加するのは東京大学の石浦章一教授と東北農業研究センターの共同チーム。
すでに遺伝子組み換え技術でピーマンをマウスに食べさせる実験で、記憶障害や異常行動を抑える結果を出している


(飲むタイプ)

国立療養所中部病院長寿医療研究センター(愛知県大府市)の原英夫研究員らのグループが2003年6/16、副作用の少ないワクチン(飲むタイプ)を開発したと発表。
マウスを使った実験では副作用が無く、、半年に1回の投与で効果が持続する





働きを抑えるウイルス
  • 2009年、東京農工大の森山祐充講師は、イネいもち病菌の働きを抑えるウイルスを発見した。発見したのは菌に特異的に感染する「マイコウイルス」。
    国際特許を出願した。
    マイコウイルスはパン酵母を使って培養できるという。パン酵母を粉末状にして散布すれば、通常の農薬並みに使える。


(自然免疫システム)
  • 2010年、奈良県先端科学技術大学院大学の島本功教授と陳楽天研究員らは、いもち病などの病気に強いイネを作ることに成功した。
    植物が病原体に対抗して働かせる免疫システムで重要なタンパク質を特定。これをイネで通常の5倍に増やすと、いもち病に体する抵抗力が2〜3割アップした。
    成果はセル・アンド・マイクロープ(電子版)に掲載。
    植物は侵入した細菌やウイルスから身を守る「自然免疫システム」を備えている。イネでは免疫のスイッチを入れる『OsRac1』や病原体を認識する『CERK1受容体』などのタンパク質が働く。
    研究チームは、これらのタンパク質と結合して働く「Hop」(=Sti1)や「Hsp90」というタンパク質を見つけた。
    この2つは、CERK1受容体を小胞体という細胞内器官から細胞膜に運ぶ際の介添え役として働いていた。
    Hopを働かなくすると、細胞膜に受容体が運ばれなくなった。
    イネを遺伝子操作し、Hopの量を増やしたうえで、いもち病のカビを感染させ2週間後に調べた。Hop量を通常の約5倍にすると、カビの広がる速さが2〜3割おそくなり、いもち病への抵抗力が強まった。
    いもち病はカビが感染して起こるが、最近が原因の白葉枯れ病やウイルスにもHopが働くという。

免疫機能
  • 2010年、奈良先端科学技術大学院大学と農業・食品産業技術同号研究センターは、イネにいもち病が感染した際に免疫システムが活性化する仕組みを突き止めた。
    病原体のセンサーである「抵抗性タンパク質」が働いて免疫防御のスイッチが入り、病気に対する抵抗性を獲得していた。
    いもち病はカビの一種が原因。奈良先端大の島本功教授と效の洋治助教らはイネの免疫力システムのうち、細胞内で働く抵抗性タンパク質が担う強力な防御機構を調べた。「Pit」といういもち病向けの抵抗性タンパク質が菌の侵入をとらえると活性化し、細胞膜上にある免疫のスイッチ役タンパク質「OsRac1」に結合。同タンパク質も活性化し、殺菌作用のある活性酸素を作るのを促したり、いもち病菌が感染した細胞の自殺を誘導していたりしていた。
    OsRac1の機能を人工的に抑えたイネにいもち病菌を汗腺させると、12日後に病斑の大きさが通常の4から5倍になるなど抵抗性が弱まった。

3大病
  • 2012年、農業生物資源研究所はイネの3大病といわれる「いもち病」「ゴマ葉枯れ病」「紋枯れ病」の原因菌が感染する際に必要な物質を突き止めた。
    病気を引き起こす菌が多糖という物質を身にまとって、イネの生体防御システムをくぐり抜けていた。
    西村麻理江主任研究員らのグループは、いもち病菌、ゴマ葉枯れ病菌、紋枯れ病菌が「α-1,3-グルカン」という多糖で表面を覆うことでイネに感染する仕組みを明らかにした。
    イネは病原菌から身を守るために抗生物質をつくるが、多糖が攻撃から菌体を守り、感染してしまうという。

白葉枯病
  • 2009年、京都大学などは、イネが「セジロウンカ」という昆虫に養分を吸い取られると、白葉枯病にかかりにくくなることを突き止めた。
    植物の青臭さの成分がイネで増え、病原菌を抑えていた。
    白葉枯病は東南アジアなどで深刻な問題になっている、
    セジロウンカは梅雨時に中国から飛来し、針のような口を葉に突き刺して養分を吸う。被害を受けたイネを解析すると『HPL2』という遺伝子が活発化していた。この遺伝子は植物の青臭さや緑茶の香り成分「青葉アルデヒド」を作る際に働く。

トビイロウンカ
  • 2013年、農業生物資源研究所は九州大学、農業・食品産業技術総合研究機構と共同で、イネに大きな被害を与える害虫「トビイロウンカ」の遺伝情報を世界で初めて作製した。
  • トビイロウンカのゲノムは約12億個の塩基からなり、数万個の遺伝子が存在していると考えられている。





ジャンボタニシ・・イネを食べる貝
  • (スクミリンゴガイ)・・イネを食べる貝。
    2012年、日本化薬はスクミリンゴガイ用の農薬を開発。害を及ぼす田植え直後(1〜2週間)だけ咀嚼などの運動能力を低下させて、それ以外はイネの生育に悪影響を与える雑草を食べる機能を維持できるようにした。
    スクミリンゴガイは水田の中に生育する。南米原産で、直径は4〜5ab程度。鮮やかなピンク色の卵が特徴。1981年に台湾経由で日本国内に食用として持ち込まれた。野生化したスクミリンゴガイは、田植え直後の1〜2週間程度のイネを食べる。この期間以外は雑草を主食する。




免疫指令
  • 奈良先端科学技術大学院大の島本功教授らは、植物が病原菌から身を守る免疫反応の指令役となるタンパク質をイネで見つけた。病原菌に感染すると、活性酸素などを増やして撃退するよう細胞の隅々まで指令を出していあt。
    成果は、2007年12/22ランセット・セル電子版に発表。
    発見したのは『Osac1』というタンパク質

エンドファイト
  • イネの植物共生菌(エンドファイト)を理研と前川製作所が発見。見つけたのは『アゾスピリラム』など3種類。植物の細胞と細胞の間に生息するエンドファイトの仲間。
    理研はイネの茎に生息していた3種類のエンドファイトを取り出し培養。水で薄めて、別のイネに人工的に接種して耐病性を検証した。
    通常のイネと比べて「イネいもち病」にかかりにくくなることが分かった。北海層の美唄市の農業協同組合と実証試験をし多結果、通常の無農薬栽培と比べて免疫力の向上や収穫量の増加を確認

低温でも発芽する遺伝子
  • ホクレン協同組合連合会と農業生物資源研究所のチームが2007年9/22の日本育種学会で発表。
    研究チームは、気温が低くても発芽するイタリアの特定品種のゲノム情報を、直まき用に開発された品種「はやまさり」と比較。その結果、三番染色体にある「qLTG-3-1」と呼ばれる遺伝子が、イタリア品種では働いているのに対し、「はやまさり」ではDNA塩基配列の一部が欠損し、働いていないことが分かった。

低栄養で育つ遺伝子
  • 2015年、東京大学の藤原徹教授と大森良弘特別研究員らは、少ない肥料でも育つ遺伝しがある領域を、野生イネの中から見いだした。
  • 現在栽培されているイネにこの領域を組み込んだところ、肥料として与えるカリウム量を1/8に減らしても穂の重さが減らなかった。
  • 「グラベリア」と呼ばれるアフリカイネの遺伝子領域。




遺伝子組み換え
  • 「米モンサント社は植物を乾燥から強くする遺伝子をシロイヌナズナから見つけ、この遺伝子を組み込んだイネなどを水の乏しい土地で栽培したところ、苗の伸びる速度が、同じ環境で育てた普通のものより約40%向上し、収穫量も2倍以上になるとしている。」
    「農業生物資源研究所(茨城県つくば市)ではスギ花粉症の原因物質を含むコメを開発中。このコメを日常的に食べていれば免疫ができるので、スギ花粉を吸い込んだ際の症状が緩和されるという。



土壌がアルカリでも
  • 東京大学の西沢直子教授らは、アルカリ性の土壌でも育つ遺伝子組み換えイネを開発した。収量が8倍になった。
    中東や地中海沿岸などのアルカリ性の土壌でもイネの栽培が可能になる。
    アルカリ性土壌では植物の生育に不可欠の鉄が水に溶けにくい化合物の状態になっている。そのままでは吸収しにくいため、植物は根からムギネ酸などの物質を分泌して鉄を水に溶けやすくして吸収している。



開花せず花粉を飛散させにくいイネ
  • 2007年9/19、開花せず花粉を飛散させにくいイネの突然変異体を農業・食品産業技術総合研究所が発見したと発表。
    イネは開花時、花びらに相当する「りんぴ」という器官が膨らんで、花粉を作るおしべの先の器官が露出する。
    「台中65号」という品種のイネからおしべの先が露出せず、鼻が閉じたままで受粉する突然変異体を見つけた




イネが丈夫に生育するために欠かせないのが・・・「ケイ素」
  • 農作物に重要な栄養素で、特にイネが倒れにくくなったり、病害虫にかかりにくくなる。
    馬建鋒・岡山大学教授はケイ素を吸収する働きを持つ遺伝子を突き止めた。
    研究グループは、ケイ素を吸収しない突然変異したイネと通常のイネの遺伝子を比べた。『Lsi2』というイネの根で働く遺伝子が、ケイ素の吸収に関係していることを突き止めた。
  • 出穂前後にはこの遺伝子が増えていることがわかった。
    成果は2007年7/12のネイチャーに掲載。
    ・野菜にこの遺伝子を導入すれば、病害虫に強くなり農薬使用量を減らせる。
    ・この遺伝子を抑えると、飼料やバイオエタノール原料として、柔らかいイネのわらが得られる。
    馬教授らは、ケイ素吸収に関わる遺伝子で、土壌からケイ素を吸収する役割を持つ『Lsi1』を2006年に見つけている。

亜鉛を振り分ける
  • 2013年、岡山大学資源植物科学研究所の馬建鋒教授はイネが吸収した亜鉛を細胞分裂が活発な穂や新しい葉に届けている仕組みを見つけた。
  • 亜鉛はホルモンの合成などに必須で、不足すると成長が悪くなる。
  • 馬教授はイネの節の細胞膜にある「OsHMA2」タンパク質に着目。OsHMA2を作り遺伝子を壊したイネを作った。その結果、モミの収穫量は半減し、わらの重量も半分になった。
  • 詳しく調べると、根から吸収した亜鉛を、OsHMA2タンパク質が新葉や穂などにつながる管に取り込んでいた。




鉄分欠乏
  1. 2009年2/4、東京大学農学部の西沢直子教授たのチームは、イネの鉄分欠乏に関わる遺伝子を見つけた。鉄が不足すると十分に育たない。
    植物は様々な無機物を根から吸収して有機物に変える。鉄は土壌中に大量にあるが、水に溶けにくく吸収しにくい。石灰質のアルカリ土壌では特に難しい。
    イネは「ムギネ酸」という化合物の一種を土壌中に放出して鉄と結合させ、それを細胞膜を通して取り込むことで、鉄を吸収している。西沢教授らは関連遺伝子を絞り込み、細胞膜での取り込みに関わる『OsYSL15』を見つけた。
    この遺伝子は鉄の少ないドジョウで育てたイネの根で大量発生していた。世界の耕地面積の2割〜3割が石灰質のアルカリ土壌が占めている。
  2. ムギネ酸の遺伝子発見)
    「“荒れ地”と呼ばれるアルカリ土壌の土地では、イネなどの作物はほとんど育たない。土がアルカリ性だと、植物が栄養としての鉄分を吸収することが出来ないからだ。だが、弱いアルカリ土壌ならば、大麦は育つことが多い。そこで、森敏・東京大大学院農学部教授は、2001年、大麦が鉄分を吸収するため根から出す物質「ムギネ酸」に着目。合成される経路、関係する遺伝子を突き止め、「荒れ土に強い」新種のイネを作り出すなど、国内の植物バイオテクノロジーの先陣を切ってきた。
    森教授は、ムギネ酸がアミノ酸の一種である「メチオニン」から作られることを突き止めた。
    「インド北部やタイの山岳地帯など、世界の陸地の25%はアルカリ土壌。そんな土地でもイネなど作物を作れるようにしたい」と語る。
  3. (ムギネ酸を分泌)
    2011年、東京大学の西沢直子特任教授らは、植物が土の中の鉄分を吸収しやすくしているタンパク質を、イネとオオムギから見つけた。このタンパク質があると鉄分を包む物質が作られ、根から取り込みやすくなる。
    鉄分が不足した植物は根全体にタンパク質を増やしていた。
    植物の成長に鉄分は欠かせない。研究チームは根から「ムギネ酸類」と呼ぶ物質が出て、鉄分を取り込む仕組みを突き止めた。
    イネとオオムギの遺伝子解析から「TOM1」と呼ぶ遺伝子がムギネ酸類の分泌に関係していた。
    実験で細胞にTOM1を組み込みと、ムギネ酸類を細胞外に出すタンパク質が細胞の表面にできた。
    またイネやオオムギの根を薄く切って調べると、鉄分が不足している時は根全体にこのタンパク質があったが、鉄分が十分なときは根の表面だけにしか無かった。


鉄タップリのイネ
  1. 2011年、東京大学の西沢直子特任教授らは、イネが土壌から吸収した鉄を細胞内小器官のミトコンドリアに運び込む際に、欠かせないタンパク質を突き止めた。
    石川県立大学との共同研究で、ネイチャー・コミュニケーション(電子版)に掲載。
    研究チームは遺伝子変異を起こしたイネ約4000種を調べ、鉄が十分にあっても鉄不足と同じ症状を示すイネを見つけた。詳しく解析すると、特定の遺伝子が働いていなかった。この遺伝子が作るタンパク質「MIT」は、ミトコンドリアだけで働き、内部に鉄を運び込む役割を持っていた。
    ミトコンドリアに鉄を運べない酵母に個の遺伝子を外から補うと、酵母が正常に生育した。MITの働きが低いイネはあまり成長せず、受精能力も落ちて種子の収量が約半分だった。MITが完全に働かないイネは途中で枯れた。
    鉄分はミトコンドリアに必須の成分。
  2. 2011年、東京大学の西沢直子特任教授らはイネが土壌から吸収し、細胞壁に沈着している鉄を溶かして有効利用する際に欠かせない遺伝子を突き止めた。
    イネが根などの細胞壁に沈着した鉄を溶かすのに「フェノール性酸」という物質を利用しているのを突き止めた。この物質を細胞の外側に分泌する際に働くのが「PEZ」遺伝子で、細胞壁に存在していた




乾田種まき栽培
  • 前年にイネを刈り取った田に直接、種もみをまく不耕起乾田直まき(CT)栽培と呼ばれる手法。水を張る前に耕す田起こしや苗の育成の作業が不要になる。最終的に水を張る6月頃までの延べ作業時間が10アールあたり7時間と通常の半分に軽減できる。
    CT栽培は機械や、雑草のみに効く除草剤の品質向上などで可能となった。
    水の使用量が少なく土壌流出が抑えられるといった環境面での利点もある。


オモダカ

→スーパー雑草の1つで、除草剤が効かない雑草
  • 田んぼに「オモダカ」が発生、抜いてもすぐに生える。手作業で抜くしかない。
    中央農業研究センターの調べでは、遺伝子の一部が変化していた。
    SU剤という除草剤が効かない。
    オモダカなど17種類が見つかっている。
    オモダカは水田や湿地などに生える多年草。クワイはオモダカの変種で球茎を食用にするが、オモダカの球茎は小さすぎて役に立たない。

酵母で生分解性プラスチックを分解
  • イネの葉の表面に生息する『シュードザイマ属』という酵母の一種を培養した培地の上に農業用に使われるフィルムを乗せると、分解が容易なポリブチレンサクシネートアジピン酸(PBSA)では2〜3日、ポリブチレンサクシネート(PBS)では1週間程度で分解できた。
    農業環境技術研究所の成果。





生理現象関与タンパク・・・3393種
  • 2010年、理化学研究所の白須賢グループディレクターらと慶応技術大学。先端生命科学研究所はイネのタンパク質を大規模に分析し、「リン酸化」という現象を起こしているタンパク質を3393種類特定特定した。シロイヌナズナという別のモデル植物と比べたところ、半数以上が共通していた。
    リン酸化は特定のアミノ酸にリン酸がくっつく現象で、光合成など植物の様々な生理現象に関与していると考えられている


微生物農薬
  • イネの種子を消毒して病害を防ぐ。主成分である有用菌が種子のまわりで繁殖し、有害菌が侵入するのをジャマする。
    出光興産の「タフブロック」の主成分[タラロマイセス・フラバス]は栃木県の農業試験場で見つけた菌。


バイオエタノール
  • 2009年3/25、農業環境技術研究所は、セルロース系バイオマスも飼料用イネからバイオエタノールを生産する技術を開発した。
    糖にしやすい穂の部分だけでなく、分解が難しい葉や茎を含めたイネ全体を処理できる。
    飼料用作物を酵素で糖に分解し、乳酸発酵させる発行貯蔵技術が牛の飼料生産法として国内で普及している。新技術は之を改良、糖をエタノールにすr酵母を加え、酵素を増やした。

劣化?
  • 2009年、大成建設とサッポロビールの研究チームは、バイオ燃料の原料となる稲ワラが屋外で雨や雪にさらされても品質が劣化しないことを突き止めた。
    専用の倉庫で保管しても屋外で保管しても含有成分が変わらず、コストが安い屋外保存で十分としている

ビスフェノールA
  • 2008年、高橋美佐・広島大学助教授のグループは、イネなどの植物にBPAを吸収する作用があることを発見した。

カドミウム
  1. 2008年、農業環境技術研究所と農業・食品産業技術総合研究機構東北農業研究センターは、カドミウムを吸収しにくいイネを開発した。
    玄米に含まれるカドミウムの濃度が、通常の半分程度になる。
    開発したイネはカドミウムを吸収しにくいアフリカ産の陸稲「LAC23」に「ふくひびき」を掛け合わせて日本でも米が収穫できる。
    汚染土壌で栽培しても玄米に含まれるカドミウム濃度が0.4ppm前後と、標準的な「ひとめぼれ」の半分程度に抑えられた。
    国際基準では精米に含まれるカドミウム濃度が0.4ppm以下。
  2. 2012年、イネがカドミウムの吸収を抑える遺伝子を、東京大学の西沢直子特任教授と農業環境技術研究所の石川覚主任研究員らが見つけた。品種改良でこの遺伝子を持つイネができれば、カドミウムをほとんど含まないコメができるカドミウムは毒性の強い重金属で、イタイタイ病の原因にもなった。日本人が食品から摂取するカドミウムのうち40〜50%がコメとされる。


アルミニウム
  • 2010年、岡山大学の馬建鋒教授らは植物の成長を妨げるアルミニウムを、細胞内に取り込んで隔離するタンパク質をイネから発見した。
    アルミの影響が強くなる酸性土壌でも育ちやすい植物の開発につながる。
    研究チームはイネの根の細胞膜に含まれるタンパク質「Nrat1」を発見した。
    Nrat1はアルミイオンを運ぶ性質を持つ。

  • 日本のイネはアルミを含む土壌でも育ちやすい。
    アルミは地中に最も多く含まれる金属だが、酸性の土壌では植物の根が伸びるのをジャマする性質を持つ。酸性土壌は熱帯や亜熱帯に多く、世界の耕作地面積の3〜4割を占める。
    コムギ、豆類はアルミに弱く、アルミはアジサイなどの花の色を変える性質もある。


経口ワクチン
  • 2013年、京都府立大学の増村威宏講師らは、イネの種子に含まれるタンパク質顆粒を利用して経口ワクチンを作る手法を開発した。
  • イネの白米の表層に集中して存在するタンパク質が集まった顆粒「PB1」に注目。

  • 直径1〜2マイクロbの球体でタンパク質の層状構造をしているPB1は、人の胃で消化されず小腸まで到達する。

  • 小腸などの上皮にある免疫細胞のひとつM細胞に取り込まれ、細菌などの感染の入り口となる粘膜で免疫グロブリンA(IgA)抗体を作らせ、防御できると期待されている。

  • 増村講師らは、イネのゲノムの中でPB1を作る遺伝子の一部を操作、ワクチンに見立てた蛍光タンパク質GFPを、PB1の中央部や中間層に導入した。
  • 容器の中で、GFPを入れたPB1を消化酵素の胃液(ペプシン)に浸したところ、8時間経過してもPB1の球体は壊れず、表面が少し削られていた。削られると中に入れたワクチンなどの抗原が露出し、PB1が小腸に到着したときに免疫反応が起こりやすくなると考えられる。






いもち病
いもち病に強い遺伝子
  • 2009年、農業生物資源研究所、愛知県農業総合試験場などのグループはイネのいもち病に強い遺伝子の新タイプを発見した。
    研究成果は8/21付けのサイエンスに掲載。
    いもち病は葉にカビが広がり、穂が折れる病害で、国内被害額は年間100億円という。
    今回発見した遺伝子は日本の陸稲から発見し、『陸稲型pi21』と呼ぶ。
    陸稲型pi21のすぐ近くに食味を落とす原因遺伝子があることも突き止めた。
    これを応用し、いもち病に感染しても収量が落ちずに、味もコシヒカリと同等の品種を交配で開発した。


いもち病に強い遺伝子
  • 2010年、農業生物資源研究所などの研究グループは、イネの穂に発生するいもち病「穂いもち」に強い遺伝子「Pb1」のDNA配列や機能を解明した。この遺伝子は様々な種類の穂いもちに幅広く抵抗性を示すのが特徴。


超音波で予防
  • 2014年、農業・食品産業技術総合研究機構と東京農工大学は、超音波を当てて作物の病気を予防する議寿tを開発した。
  • 実験ではイネの苗に2週間連続で超音波を当てた後、「イネいもち病菌」というカビの一種を葉に噴霧した。茶色く変色した葉を数えると半分になった。
  • ストレスを与えると方法は、古くは麦を踏みつけたり倒したりして強くする「麦踏み」がある。





コシヒカリ
  • 福井県の農業試験場で誕生。味が良いことで作付面積の4割を占める。
    1. 草丈が長く倒れやすい
    2. いもち病など、病害に弱い
    3. 気温が上がると玄米が白くにごり品質が落ちやすい。
    (ゲノム解読)
  • 2010年、農業生物資源研究所は、コシヒカリのゲノム(全遺伝情報)をほぼ解読したと発表。
    イネゲノムは2004年に「日本晴」の配列が解読されている。
    イネは約3億8000万塩基対の配列を持つ。
    コシヒカリと日本晴を比べたところ、塩基が1つだけ異なる一塩基多型(SNP)が約6万7000個見つかった。

関東HD2号
  • 通常のコシヒカリより14日遅く成熟する。夏場の高温の時期を避けて成熟するので、味が良くなるという

コシヒカリ関東HD1号
  • 通常のコシヒカリよりも成熟が早い

佐賀37号
  • 九州全域で生産されている「ひのひかり」は平均気温25℃までだが、「佐賀37号」は27℃の高温でも育つ





温暖化に強いイネ
白濁を減らす
  • 新潟大gかうのミツ井敏明教授は高温やCO2濃度が高い乾薑でも品質が落ちない品種を開発した。
  • 穂が出てから20日間の平均気温が26〜27℃でコメツブが白濁し、品質が下がる。


受粉障害を防ぐ
  • 農業・食品産業技術総合研究機構は、涼しい早朝に開花して受粉障害を防ぐ品種を作った。イネは開花時の気温が35℃を上回ると、高温障害で実をつけにくい。早朝に開花する野生種のイネとコシヒカリを交配した。

55℃でも成長するイネ
  • 2016年、東京大学の篠崎和子教授らの研究チームは、高温に耐性のあるイネを作製した。
  • 植物は高温にさらされると、抵抗するためタンパク質を作る。
  • 研究チームはシロイヌナズナで働くタンパク質「DPB3-1」を作る遺伝子をイネに導入したところ、55℃の環境に2時間おいても成長に影響は出なかった。

強風でも倒れにくい
  • 東京農工大や名古屋大学などは、茎が太くて強風でも倒れにくい品種を開発した。
  • インディカ品種の「ハバタキ」にコシヒカリを数世代にわたって掛け合わせた。
  • 茎を太くする遺伝子「APO1」をハバタキから受け継いだ。

トビイロウンカに強い遺伝子
  • 2014年、農業生物資源研究所と九州大学・名古屋大学などのチームはインド産のイネでトビイロウンカに強い遺伝子「BPH25」と「BPH26」を特定した。
  • トビイロウンカは梅雨時期に中国から日本に飛来する。
  • 2013年の被害総額は約100億円


チェック
コメ」「粳米」「植物」「音楽療法








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