| Project/Area Number |
22K20584
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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 | Iwate Biotechnology Research Center |
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Principal Investigator |
NOMURA Chihiro 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 契約研究員 (70965384)
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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 | コピー数多型 / 遺伝子重複 / ゲノム編集 / MADS18 / イネ / CNV / OsMADS18 / Copy Number Variation / MADSボックス / 葉身幅 |
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| Outline of Research at the Start |
水稲品種「ひとめぼれ」を母本とした交雑後代集団から、葉身幅に関する新規の量的形質遺伝子座qLW7を同定した。このqLW7領域内に座乗する候補遺伝子であるOsMADS18が、ひとめぼれゲノムにおいて重複して存在していることを見出した。これらより、OsMADS18の重複というゲノム構造変異がその転写量に変化をもたらし、葉身の生理形態形質に影響を及ぼすという仮説が考えられた。
本研究では、OsMADS18の重複の片方をノックアウトさせた変異体を作成し、その遺伝子発現量および生理形態学的機能を調査し、この仮説を検証する。加えて、OsMADS18の重複変異が現代品種に保存されてきた意義を解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, a method was established to manipulate gene copy number using genome editing that target duplicated sequences. Although the presence or absence of gene duplication can be detected by the conventional PCR method, it has been difficult to determine whether the gene duplication is homozygous or heterozygous. In this study, a method was established to enable the above discrimination by qPCR. Using these methods, genome-edited rice with different copy numbers of the OsMADS18 gene were generated and compared, resulting in differences in transcript levels and plant morphology. Therefore, it was suggested that the MADS18 gene copy number variation is an important allele in rice breeding.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
作物の育種に利用されてきた遺伝学的変異の多くは一塩基多型やInDelによるものであり、遺伝子コピー数が農業上有用な形質を変化させるという事例は、これまでほとんど報告されてなかった。本研究では、ゲノム編集を用いてイネの転写因子であるOsMADS18の遺伝子コピー数を人為的に改変することに成功し、OsMADS18のコピー数の違いがイネの形態を制御しているということを明らかにした。本研究成果は、従来見落とされていた農業上重要なコピー数変異が、イネ育種において利用可能なアレルであることを示すとともに、遺伝子コピー数を改変することで、人為的にイネの成長を制御できることを実証した。
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