2017 Fiscal Year Annual Research Report
Utilization of CRISPR/Cas9 for breeding of High GABA content tomato
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15K07253
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
野中 聡子 筑波大学, 生命環境系, 助教 (50580825)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松倉 千昭 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60361309)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | GABA / ゲノム編集技術 / トマト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
γアミノ酪酸(GABA)は、動物、微生物、植物と広範囲に存在する。特にヒトにおいては血圧抑制効果が期待でき、健康機能性成分として注目を集めている。トマトは、野菜類の中でも特にGABA含量が高いが、食生活の中で十分効果を得られるほどの濃度ではなく、さらなるGABAの高蓄積化が求められている。
これまでの研究から、 GABAはグルタミンからGABA合成酵素(GAD)を経て合成され、GABA分解酵素(GABA-T)により分解されることが明らかになっている。GABAの高蓄積のためには、GADの活性化か、GABA-Tの抑制が考えられる。以前のトマト('Micro-Tom')を用いた研究では、GABA-Tの発現抑制により果実にGABAを高蓄積させることに成功したが、矮化や不稔などの異常形質も現れた。そこで、GABA高蓄積についてはGADの活性化が有効であると考えられた。植物のGADはC末端に自己阻害ドメインを有しており、GADの活性を調整している。C末端に存在する自己阻害ドメインの切除により、GADの活性が向上することが、ペチュニアやイネの研究から明らかになっていた。トマトにおいても、C末端を切除したGAD(SlGADΔC)を果実特異的に高発現するプロモーターを用いて過剰発現させた場合、果実でのGAD活性が上昇し、GABAが20倍程度高蓄積した。この際には、矮化は認められないが、果実の成熟に障害が生じた。SlGADΔCの発現制御が適切でなく、GABAの蓄積が果実発達に障害を及ぼしたためと考えられる。本研究では、ゲノム編集技術CRISPR/Cas9を用いて、GADのC末端を切除し、GABA高蓄積トマトを作出するとともに、育種への利用の可能性を評価した。作出したトマトで、GABAが15倍程度上昇したが、その他形質には異常が見られなかった。作出した系統はF1の親として有用であることを示した。
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Research Products
(2 results)
