| Project/Area Number |
22K20578
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0602:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 利己的遺伝因子 / コムギ / 配偶子致死 / 染色体切断 / トランスポゾン / ストレス応答 |
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| Outline of Research at the Start |
パンコムギの近縁種からもたらされた配偶子致死 (Gc) 遺伝子は、配偶子形成の際にGc遺伝子をもたない配偶子の染色体を切断することで致死性を誘導する。本研究では、Gc遺伝子が転移因子 (TE) の活性化をトリガーとして染色体切断を誘導するという仮説の検証を行う。近年、Gc遺伝子は転移因子の発現を活性化することが報告された。非生物ストレスなどのほかの要因でもTEの発現は活性化するが、染色体切断が誘導される頻度はGc遺伝子に比べて極めて低い。本研究ではGc遺伝子とその他のストレス要因によるTEの活性化パターンを比較し、Gc遺伝子による染色体切断に特異的なパターンを発見することを目的とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Gametocidal (Gc) genes are selfish genetic factors that preferentially transmit themselves to the next generations by inducing chromosome breaks in gametes lacking them. To identify the mechanism of the Gc action, this study aimed to identify the genomic region where the Gc gene causes chromosome breakage and to reveal whether the breaking factor has specific target sites, i.e., specific DNA sequences or chromosomal structures. In this study, I could successfully establish a method of detecting DNA double-strand breaks (DSBs) in the wheat genome, which would allow us to achieve the objectives in the near future.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
パンコムギの近縁野生種はストレス耐性などの有益な遺伝子を持っており、染色体添加系統を作成することでパンコムギに導入できる。しかし、1つの染色体には平均数千の遺伝子が座乗しており、有用遺伝子とともに劣悪形質遺伝子も持ち込まれてしまう。そこでGc遺伝子によって染色体を切断し、有用な遺伝子を含む染色体断片を持った系統を選抜する手法が考えられる。Gc遺伝子を用いたゲノム改変技術では、遺伝子組換え実験を伴わないため、安全な改良技術として社会に受け入れられやすいと期待される。本研究でGc遺伝子による染色体切断のパターンが明らかになれば、任意の染色体部位で欠失を誘導する技術の開発につながる可能性がある。
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