内在性レトロトランスポゾンを用いたミヤコグサの遺伝子タギング系の開発

• Project/Area Number: 06J00900
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: National Institute of Agrobiological Sciences
• Principal Investigator: 深井 英吾 National Institute of Agrobiological Sciences, 基盤研究領域, 特別研究員(PD) (00570657)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: ミヤコグサ / レトロトランスポゾン / モデル植物 / 遺伝子タギング / ゲノム動態 / 国際情報交換 / デンマーク

Research Abstract

本研究ではミヤコグサ内在のレトロトランスポゾンLORE1,2を用い、ミヤコグサで遺伝子タギング系を確立する事を目的としている。
昨年度に、DNAのシトシンメチル化を制御する遺伝子の発現を低下させたミヤコグサの形質転換体においてLORE1が転移していたことを受け、更なる解析を行った。その結果、組織培養を経て再分化させた植物体の後代の集団において、LORE1の活性化が確率論的に生じていることがが分かった。つまり、LORE1の活性化は組織培養を介して誘導でき、活性化に外来遺伝子の導入は必須ではなく、非形質転換体においてもLORE1の転移を誘導できる事が分かった。
活性化されたLORE1の転移様式を解析した。再分化当代個体のゲノムにおけるLORE1のコピー数増加はこれまでに認められておらず、したがって培養期間中にはLORE1の転移は生じないか、その頻度はきわめて低いと考えられた。一方で、LORE1の新規転移コピーは再分化当代の自殖後代において高頻度に検出された。この事から、LORE1が転移する場は植物体であることが分かった。転移は配偶体的に起きており、この事は、独立の転移挿入数を多く蓄積する必要がある遺伝子タギング系の確立にとって、LORE1が非常に適している事を示す。
以上、人為的なLORE1の誘導に成功した事により、LORE1を利用したミヤコグサの遺伝子タギング系確立が実現可能となった。ミヤコグサ遺伝子タギング系は、植物の新しい分子生物学的研究基盤として、またマメ科植物の農学的研究を加速するツールとして、その利用が期待できる。

Research Products

• [Journal Article] A retrotransposon-inserted VvmybAla allele has been spread among cultivars of Vitis vinifera but not North American or East Asian Vitis species (2009)
  • Author(s): Nobuhito Mitani
  • Journal Title: Vitis 48 Pages: 55-56
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rearrangement of actin cytoskeleton mediates invasion of Lotus japonicus roots by Mesorhizobium loti (2009)
  • Author(s): Keisuke Yokota
  • Journal Title: The Plant Cell 21 Pages: 267-284
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transposition of a 600 thousand-year-old LTR retrotransposon in the model legume Lotus japonicus (2008)
  • Author(s): Eigo Fukai
  • Journal Title: Plant Molecular Biology 68 Pages: 653-663
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LysM domains mediate lipochitin-oligosaccharide recognition and Nfr genes extend the symbiotic host range. (2007)
  • Author(s): Raditou, S.
  • Journal Title: EMBO Journal 26 Pages: 3923-3935
  • Peer Reviewed
• [Presentation] イネのDNA低メチル化変異体の解析 (2008)
  • Author(s): 深井 英吾
  • Organizer: 日本育種学会113回講演会
  • Place of Presentation: 明治大学生田キャンパス
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] CNGシトシンメチル化低下がイネゲノムに与える影響 (2008)
  • Author(s): 深井 英吾
  • Organizer: 第49回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2008-03-21
• [Presentation] Activation of transposable elements for mutation induction (2008)
  • Author(s): Hirohiko Hirochika
  • Organizer: FAO/IAEA International Symposium on Induced Mutations in Plants (ISIM)
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
• [Presentation] ミヤコグサのレトロトランスポゾンLORE1の転移誘導 (2008)
  • Author(s): 深井英吾
  • Organizer: 植物微生物研究会第18回研究交流会
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] マメ科モデル植物ミヤコグサのレトロトランスポゾンLORE1の活性化 (2008)
  • Author(s): 深井英吾
  • Organizer: 日本育種学会第114回講演会
  • Place of Presentation: 彦根
• [Presentation] Activation of LORE1, an endogenous retrotransposon in model legume Lotus japonicus (2008)
  • Author(s): Eigo Fukai
  • Organizer: IV International conference on Legume Genomics and Genetics
  • Place of Presentation: Puerto Vallarta, Mexico
• [Book] 細胞工学別冊 植物細胞工学シリーズ24 植物のエピジェネティクス 第2章-1 トランスポゾンの制御と進化 (2008)
  • Author(s): 深井 英吾
  • Publisher: 秀潤社
• [Patent(Industrial Property Rights)] ミヤコグサ由来のレトロトランスポゾンLORE1を用いた変異体植物の作成方法 (2008)
  • Inventor(s): 廣近洋彦, 深井英吾, 河内宏, 梅原洋佐
  • Industrial Property Rights Holder: 独立行政法人農業生物資源研究所
  • Industrial Property Number: 2008-308637
  • Filing Date: 2008-12-03