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2016 Fiscal Year Research-status Report

陸上植物ー菌根菌共生の進化の原点を探る:モデル植物フタバネゼニゴケの基盤整備

Research Project

Project/Area Number 15K07114
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

中川 知己  名古屋大学, 理学研究科, 特任助教 (90396812)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordsフタバネゼニゴケ / 遺伝子導入
Outline of Annual Research Achievements

植物とアーバスキュラー菌根菌(AM菌)の共生メカニズムは最初の陸上植物であるコケ植物で成立して、複雑な進化を遂げながら現代に至っていると考えられる。イネやマメ科植物などの被子植物における共生遺伝子の同定は難航しているが、ゼニゴケやヒメツリガネゴケにおける解析から、コケ植物は被子植物と比較して遺伝子の冗長性(同じ機能の遺伝子の重複度合い)が低い。一方でモデル植物として整備されているゼニゴケはヒメツリガネゴケは、AM菌共生を行わない例外的な植物である。そこで本研究は、AM菌共生を行うコケ植物フタバネゼニゴケをモデルとして、効率の良い遺伝子導入系や標的遺伝子破壊系を確立することを目的としている。
本年度はフタバネゼニゴケの遺伝子導入法の改良を行った。形質転換に用いるフタバネゼニゴケの生育ステージや培地、アグロバクテリウムとの共存培養の条件などを検討することで、以前に我々が確立していた方法よりも飛躍的に効率の良い遺伝子導入が可能となった。この方法を用いて、近縁のゼニゴケで明らかになっている生殖成長の切り替えの役割を持つ遺伝子を過剰発現させたところ、これまで全く不可能だった生殖器の誘導が不完全ながらも達成できた。また蛍光タンパク質の発現などにも成功しており、安定な遺伝子導入が確率できたと考えられる。
次年度は近縁のモデル植物であるゼニゴケで確立されているCRISPR-CAS9法を用いて、フタバネゼニゴケの共生関連遺伝子の破壊株の作製と、形質の評価を行っていく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の目的であったフタバネゼニゴケの効率的な遺伝子導入法の確立が達成できたので、概ね順調であると考えている。

Strategy for Future Research Activity

今後は多くの植物で成功例が報告されているCRISPR-CAS9を用いて、フタバネゼニゴケの共生関連遺伝子の破壊株を作製して解析を行う予定である。これまでの形質転換法の検討から、世界的に広く普及し始めているゼニゴケ用のベクターがそのままフタバネゼニゴケでも使用できることが判明している。したがってCRISPRにおいても、ゼニゴケで開発されたものを用いる。

  • Research Products

    (5 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] The rice LysM receptor-like kinase OsCERK1 is required for the perception of short-chain chitin oligomers in arbuscular mycorrhizal signaling2017

    • Author(s)
      Carotenuto G, Chabaud M, Miyata K, Capozzi M, Takeda N, Kaku H, Shibuya N, Nakagawa T, Barker D, Genre A
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      doi: 10.1111/nph.14539

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evaluation of the role of the LysM receptor-like kinase, OsNFR5/OsRLK2 for AM symbiosis in rice2016

    • Author(s)
      Miyata K, Hayafune M, Kobae Y, Kaku H, Nishizawa N, Masuda Y, Shibuya N, Nakagawa T
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 57 Pages: 2283-2290

    • DOI

      DOI: 10.1093/pcp/pcw144

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] How do host legume plants reject cheating rhizobia?2017

    • Author(s)
      Mai Fukuhara,Wakana Nishiyama,Kana Miyata,Nanami Sone,Sara Kibi,Kiminori Toyooka,Mayuko Sato,Mayumi Wakazaki, Shigeki Yabe,Kazuhiko Saeki,Shin Okazaki, Masayoshi Kawaguchi,Tomomi Nakagawa
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-17
  • [Presentation] マメ科植物ー根粒菌共生における共生終了後の共生根粒菌の爆発的増殖2016

    • Author(s)
      中川知己, 西山和華奈, 宮田佳奈, 曽根奈那美, 吉備沙羅, 岡崎伸, 矢部重樹, 川口正代司
    • Organizer
      日本植物学会第80回大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-09-16
  • [Presentation] 窒素固定しないcheatingを行うpink4変異体について2016

    • Author(s)
      福原 舞, 西山 和華奈, 宮田 佳奈, 曽根 奈那美,吉備 沙羅, 矢部 重樹,佐伯 和彦, 岡崎 伸,中川 知己, 川口 正代司
    • Organizer
      第26回植物微生物研究会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2016-09-09

URL: 

Published: 2018-01-16  

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