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Creation of novel garden stock resources by combination of mutagenesis, genomics, and transformant

Research Project

Project/Area Number 21H02183
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 39030:Horticultural science-related
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

Nakatsuka Takashi  静岡大学, 農学部, 教授 (60435576)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 富永 晃好  静岡大学, 農学部, 助教 (50776490)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Keywordsストック / 遺伝子組換え / ゲノム編集 / 突然変異 / 花型 / 花色 / 花卉園芸 / ゲノム育種
Outline of Research at the Start

ストックは、冬季に加温を必要としない「省エネ花卉」として注目されている。本研究の目的は、遺伝子解析、突然変異、遺伝子組換え技術を組み合わせ、ストックの新しい遺伝資源を作出することである。学術情報を参照し、花型や草姿、花色に関する遺伝子をウイルスベクターを用いてノックダウンし、その表現型からストックの花形質改変にとって有用な遺伝子を特定する。また、重イオンビーム突然変異体からの選抜やゲノム編集により、実用的な育種素材を開発する。さらに、ストック栽培で解消が望まれる八重選抜を不要とする育種素材も開発する。これらの研究成果は、ストックの国内育種の活性化と、需要拡大に繋がることが期待できる。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we revealed genomic sequences of common stock (Matthiola incana). And we established Agrobacterium-mediated transformation system in common stock. The overexpression of MiAG in transgenic plants were exhibited the reduced floral size. On the other hands, the transgenic plants with chimeric repressor of MiSEP3 were exhibited increased floral size, resulted in proliferation flower phenotype as termed “Pop-up”. The irradiation of Ion beam for mature seeds of common stock was induced emergency of several mutants with narrow petals, increased floral axis, or increased petal number. We demonstrated new floral breeding system combined genomics, molecular genetics and mutagenesis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ストックは、冬季に加温を必要としない「省エネ花卉」として注目されている。この栽培上の利点を生かしたうえで、バラやカーネーションのように消費者に魅力ある花形質を有する品種を開発することが求められている。しかし、日本のストック育種は成熟域に達しており、品種開発が停滞している。本研究でストックにおいて、ゲノミックス育種、突然変異育種、形質転換/ゲノム編集育種という新たな育種の扉を開いた。これらの研究成果は、ストックの国内育種の活性化と、需要拡大に繋がることが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Establishment of an efficient transformation method of garden stock (<i>Matthiola incana</i>) using a callus formation chemical inducer2022

    • Author(s)
      Tanahara Yoshiki、Yamanaka Kaho、Kawai Kentaro、Ando Yukiko、Nakatsuka Takashi
    • Journal Title

      Plant Biotechnology

      Volume: 39 Issue: 3 Pages: 273-280

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.22.0602a

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • Year and Date
      2022-09-25
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Two Independent Spontaneous Mutations Related to Anthocyanin-less Flower Coloration in <i>Matthiola incana</i> Cultivars2021

    • Author(s)
      Nuraini Latifa、Tatsuzawa Fumi、Ochiai Masaki、Suzuki Katsumi、Nakatsuka Takashi
    • Journal Title

      The Horticulture Journal

      Volume: 90 Issue: 1 Pages: 85-96

    • DOI

      10.2503/hortj.UTD-212

    • NAID

      130007975542

    • ISSN
      2189-0102, 2189-0110
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 花卉園芸植物ストックにおける遺伝子組換えおよびゲノム編集個体の作出2023

    • Author(s)
      棚原 祥貴・刑部 祐里子・刑部 敬史・中塚 貴司
    • Organizer
      第40回日本植物バイオテクノロジー学会(千葉)大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of ion beam irradiation on mutagenesis efficiency of multiple Matthiola Incana Cultivars.2023

    • Author(s)
      高橋理緒・八幡昌紀・下川卓志・黒川幹・中塚貴司・富永晃好
    • Organizer
      The 4th Asian Horticultural Congress (AHC2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of a narrow petal mutant in Matthiola incana (L.) R. Br generated using ion beams2023

    • Author(s)
      藤田知也・八幡昌紀・下川卓志・中塚貴司・富永晃好
    • Organizer
      The 4th Asian Horticultural Congress (AHC2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] イオンビーム照射によって得られたストック花弁増加変異体のメカニズム解析2023

    • Author(s)
      髙橋理緒・八幡昌紀・下川卓志・黒川幹・中塚貴司・富永晃好
    • Organizer
      令和5年園芸学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] . ストックにおける花色の濃淡に関与する遺伝子の探索2023

    • Author(s)
      福島詩織・鍋田紗妃・中塚貴司.
    • Organizer
      令和5年園芸学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ストックのゲノム情報の整備と八重鑑別系統の育成に関与した遺伝子変異の探索2023

    • Author(s)
      峰松美祈・田中裕之・伊藤武彦・鈴木穣・篠澤章久・田崎啓介・中塚貴司
    • Organizer
      令和5年園芸学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イオンビーム照射によるストックの突然変異誘発効率および変異体の機能解析2022

    • Author(s)
      髙橋理緒・八幡昌紀・下川卓志・成瀬和子・中塚貴司・富永晃好
    • Organizer
      令和4年園芸学会秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ストックにおける形質転換法の確立2022

    • Author(s)
      棚原祥貴・山中香穂・安藤有季子・河合健太郎・中塚貴司
    • Organizer
      園芸学会令和4年度春季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ストック市販品種におけるアントシアニン生合成関連遺伝子の変異と花色との関係2022

    • Author(s)
      鍋田紗妃・中山峻弥・立澤文見・中塚貴司
    • Organizer
      園芸学会令和4年度春季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ストック品種間におけるアントシアニン生合成関連遺伝子の発現差異2021

    • Author(s)
      鍋田紗妃・古角里佳・中塚貴司
    • Organizer
      園芸学会令和3年度秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] イオンビーム照射によるストックの突然変異誘発技術の検討2021

    • Author(s)
      髙橋理緒 ・八幡昌紀 ・下川卓志・成瀬和子・中塚貴司・富永晃好
    • Organizer
      園芸学会令和3年度秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 静岡大学農学部生物資源科学科花卉園芸学研究室

    • URL

      https://sites.google.com/site/shizuokaflower/home

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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