ウキクサ植物によるデンプン生産性向上のための有用株選抜と休眠制御技術の開発
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20K06342
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
伊藤 照悟 京都大学, 理学研究科, 助教 (60632586)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 光周性 / 環境応答 / 概日時計 / 休眠 / ウキクサ / バイオマス |
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| Outline of Research at the Start |
休眠時にデンプンを高濃度に蓄積するキタグニコウキクサの、休眠誘導を制御するkey因子と休眠制御機構について知見を得ることを目的としている。世界中から採取されたL.t.株の集団を用いて、日長感受性とストレス感受性、デンプン生産能を指標にバイオマス生産性の高い有用株を選抜する。この有用株を用いて、NGSを用いた網羅的な遺伝子発現解析から、休眠を制御する短日性誘導経路とストレス誘導経路の各経路のマスター遺伝子を同定する。分子機能解析には一過的な遺伝子共導入法と生物発光モニタリング系を用いる。さらに安定形質転換技術により、休眠制御遺伝子の分子機能解析を行い、増殖vs休眠の人為的な制御を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウキクサ植物は通常生育時には高タンパク質含有（乾燥重量の約40%）で家畜・魚の飼料として利用されている。世界中に広く分布するウキクサ植物は、属・種によって様々な光周性応答を示す。比較的高緯度地方の世界中に分布するキタグニコウキクサのL.t.6619株では短日依存的に休眠を誘導し、休眠芽を発達させることで生育に不適切な環境に応答し休眠状態で生存する戦略を発達させている。休眠誘導時にはデンプンを体内に高蓄積させるため、デンプンを利用した加工しやすいバイオマスエネルギー生産への応用が期待できる。これまで短日依存的な休眠の誘導メカニズムを解析するために様々な条件で休眠を誘導したキタグニコウキクサの網羅的な遺伝子発現解析を行ってきた。
休眠依存的に発現変動する遺伝子群の中で、休眠芽の発達に関与すると予想される転写因子群の機能解析のため、着目因子の化合物による遺伝子誘導が可能な形質転換キタグニコウキクサ植物体を作出し解析を行った。また、光周性休眠応答性を示さないムラサキコウキクサにおける着目因子の過剰発現形質転換植物体の作出を終え解析を行った。キタグニコウキクサ背景では誘導した転写因子の過剰発現と発現量に相関して、成長停止、フロンドの老化が観察されたが、ムラサキコウキクサ背景にキタグニコウキクサの遺伝子を導入した場合は生育を停止させることはできなかった。また、世界中から取得したキタグニコウキクサの自然変異集団の中には短日非感受性の個体も存在していることがわかり、遺伝子発現の比較解析、遺伝子多型の解析対象としてデータを蓄積することができた。
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Report
(4 results)
Research Products
(36 results)
