2017 Fiscal Year Research-status Report
油糧作物カメリナを用いた新しい油脂生産強化システムの構築
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15K07095
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
藤木 友紀 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (00414011)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | カメリナ / シロイヌナズナ / 油脂 / 種子貯蔵タンパク質 / 種子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
油糧種子の主要な貯蔵物質であるタンパク質と油脂の蓄積量には負の相関関係があり、貯蔵タンパク質の削減による油脂生産の増強が期待される。しかし、多くの植物種で種子貯蔵タンパク質の削減は成功しておらず、油脂生産強化を目指した分子育種への応用が課題となっていた。代表者は種子貯蔵タンパク質の遺伝子数が少ないシロイヌナズナに着目し、貯蔵タンパク質12Sグロブリンの遺伝子破壊により油脂含量及び種子収量が増大することを見出している（藤木ら2013年）。本研究では、油糧作物のモデル植物カメリナにこの手法を応用し、次世代のバイオリソースにふさわしい新たな油脂生産システムの構築を目指す。
１.シロイヌナズナの12Sグロブリン変異体とDGAT1過剰発現の組み合わせによる相乗的な油脂生産強化
シロイヌナズナの12Sグロブリン変異体(cra1 crb crc三重変異体)に油脂合成の鍵酵素遺伝子DGAT1を種子特異的に過剰発現させて、油脂解析を行った。以前、予備的な実験で相乗的な油脂生産強化を確認していたが、栽培環境の変化などで再現性を検証していた。今年度は栽培に用いる培養土を変更することで、安定した油脂生産の向上を実現することができた。
２.カメリナ種子貯蔵タンパク質遺伝子の発現抑制株
カメリナ12Sグロブリン遺伝子のRNA干渉コンストラクトを用い、花序浸し法によりカメリナへの形質転換を実施し、形質転換体1ラインを得た。
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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
１.ピートモスを主成分とする培養土を植物の栽培に用いているが、これまで使っていた保水性の高い製品（商品名スーパーミックス）から水はけの良い製品（ゴールデンピートバン）に変更した。これは以前、12Sグロブリン変異体の油脂解析（2013年 藤木ら）に用いていた商品であるが、ピートモス供給の停止でしばらく入手できなかったものである。販売の再開を受け、以前と似た栽培環境での栽培が可能となった。その結果、cra1 crb crcにDGAT1を過剰発現させた株では、cra1 crb crc変異体とDGAT1過剰発現株のどちらよりも油脂蓄積レベルが高くなるという結果の再現性を得られた。
２.前年度に引き続き、カメリナ12Sグロブリン遺伝子のRNA干渉用プラスミドを用い、アグロバクテリアを介した花序浸し形質転換を実施した。蛍光実体顕微鏡下で形質転換体の候補種子(DeRedの赤色蛍光で選抜)をレスキューし、発芽させた植物体のゲノム遺伝子型をPCRで検査した結果、1ラインについて形質転換体であることを確認した。この形質転換体からは次世代種子(T2)を得た。なお、カメリナの葉からの簡易ゲノム抽出についても２つの方法を比較検討した。カラム精製(phytopureキット)によらない安価、簡便な手法(SDS-Tris系バッファーによるDNA抽出とエタノール沈殿)でも十分であることが分かったので、今後のゲノム遺伝子型の決定はその方法に従う。
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| Strategy for Future Research Activity |
１.シロイヌナズナの種子貯蔵タンパク質変異体とDGAT1過剰発現の組み合わせによる相乗的な油脂生産について再現性が得られたので、論文発表に向けて準備を進める。
２.カメリナ種子貯蔵タンパク質のRNA干渉形質転換体(T2)を栽培し、次世代の種(T3)を用いて、種子DsRedの蛍光観察によりホモラインを選抜する。ホモラインを用いて、種子タンパク質(SDS-PAGE)と油脂レベル (TLCとガスクロ)の解析を行う。また、得られた形質転換体が1ラインのみなので、形質転換をより多く作出して解析する必要がある。
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| Causes of Carryover |
研究は概ね順調に推移している。ほぼ予定通りに予算を消化していたが、論文発表に向けたデータが年度末近くになって揃い、投稿作業が次年度にずれ込む見込みとなった。そのため、必要経費（論文の掲載費用、別刷り代、英文校閲費用）の執行を翌年度に持ち越すように計画を変更し、補助事業期間を1年間延長した。
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Research Products
(4 results)
