| Project/Area Number |
22K05583
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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 39010:Science in plant genetics and breeding-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
児玉 浩明 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 教授 (70302536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮原 平 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 講師 (90720889)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 耐塩性 / キメラ植物 / 遺伝子組換え植物 / SOS1遺伝子 / コリンオキシダーゼ遺伝子 / トランスグラフティング / マングローブ |
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| Outline of Research at the Start |
環境ストレスに強い形質を持つ遺伝子組換え植物を台木として、穂木に経済的にメリットのある形質を持つ非遺伝子組換え植物を接ぎ木をする技術（トランスグラフティング）の可能性を探るため、本研究では環境ストレスの中でも塩ストレスに着目し、適合溶質の蓄積による浸透圧ストレスを緩和し、Naイオンの排出促進による代謝撹乱を緩和する形質転換体を作出する。この形質転換体を台木とした時の非遺伝子組換え穂木の耐塩性を評価する。トランスグラフティングでは、非遺伝子組換え植物を穂木とすることで、遺伝子組換え食品の規制の対象外となる可能性があり、社会にも受け入れやすい技術であることが見込まれている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
マングローブ植物は非常に高い耐塩性を示す。マングローブ植物の中でも特に海側に生息するマヤプシキからは、プロトン-ナトリウム交換輸送体をコードする2 種類のパラログSOS1遺伝子が単離されている。本研究ではこのSOS1遺伝子および、耐塩性向上に効果があることがしられているグリシンベタイン合成酵素である、コリンオキシダーゼ遺伝子を導入した形質転換植物を作出する。またえられた組換え植物を台木とし、穂木に野生型の植物を接ぎ木したキメラ植物を作出することで、穂木の耐塩性がどのように変化するのかを明らかにする。2023年度では、2種類のSOS1遺伝子を発現する毛状根をタバコから派生させたのち、野生株のタバコの根を削除することで、毛状根を主たる根として有する、接ぎ木と同様なキメラ植物を作出できることを確認した。このキメラ植物に100 mM NaCl溶液を与えたところ、野生型の毛状根を有するキメラ植物と比較して、2種類あるマヤプシキSOS1遺伝子のうちの１つ(SOS1-2遺伝子)を発現するキメラ植物では地上部の葉においてNa/K比が野生株と比較して2度の実験において低下傾向を示した。したがって、根においてSOS1-2遺伝子を発現させることで、地上部において塩耐性が向上することが示された。また、コリンオキシダーゼ遺伝子については、2023年度においてコリンオキシダーゼ遺伝子を導入した遺伝子組換え植物を作出した。2024年度において、接ぎ木を作成し、塩耐性について検討する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マヤプシキから見いだされた2種類のSOS-1遺伝子のうち、1種類（SOS1-2）を根で発現させることにより、地上部のNa/K比を塩ストレス下において改善できることが明らかになった。また予定どおり、コリンオキシダーゼ遺伝子を組込んだ遺伝子組換え植物も作出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
コリンオキシダーゼ遺伝子を発現する形質転換タバコを台木とし、野生株を穂木としたトランスグラフティングを行い、塩ストレス下での穂木におけるオミックス解析を行う。また、同台木にSOS1-2遺伝子を発現する毛状根を形成させ、SOS1-2遺伝子とコリンオキシダーゼ遺伝子の共発現による塩ストレス耐性に与える影響を調べる。
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