遺伝子組換えによるユーカリの木質改変・アンチ-エイジング技術基盤の構築

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K14748
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 耳田 直純 筑波大学, 生命環境系, 助教 (40569860)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): Bidadi Haniyeh 筑波大学, 生命環境系, 助教 (80749888) ; 渡邉 和男 筑波大学, 生命環境系, 教授 (90291806)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ユーカリ / 遺伝子組換え / バイオマス / 幼若性 / 木質改変

Outline of Annual Research Achievements

気候変動や人類活動による天然資源の枯渇や砂漠化が深刻な問題となりつつある。環境ストレス耐性や高バイオマス遺伝子組換え樹木が開発できれば、環境保全に資する持続可能な森林を増加させ、CO2の大量固定・バイオマス資源増産ができる。本研究課題では、環境植林やパルプ原料として世界的に最も利用されているユーカリを研究対象とし、高効率遺伝子組換え系の開発、2つの木質改変候補遺伝子T96とT101、及び幼若性制御 microRNA(miR156)の導入を試みた。
高効率遺伝子組換え系の開発。アルミニウム処理によるoenothein Bの抑制やACCデアミナーゼによるエチレンの生合成の抑制により遺伝子組換えの高効率化を試みたが、いずれも顕著な効果は認められなかった。しかし、個体選抜によりin vitro増殖に優れ高効率で組換え体作出が可能な系統を見出した。さらに組換え方法の改良も行い、組換え体作出効率が9.5% (最高値) になり10倍以上効率化できた。同時に前形成層特異的発現プロモーターの選定も実施した。
有用遺伝子導入個体作出。培養条件下で非組換えに比べT96導入個体の成育は優れなかったが、T101は旺盛に成育した。miR156導入個体は顕著な形態的変化や成育差は認められなかった。現在、これらを鉢植えして室内で栽培することで樹勢調査を実施している。
以上、本研究によりユーカリでモデルとして利用可能な系統の選抜、及び組換え方法の改良によりユーカリでも容易に組換えが可能となった。これにより遺伝子組換えによる高バイオマス樹木の研究・開発の基盤が構築できた。さらに、有用遺伝子の導入も実施できた。しかし、樹木であるがため限界もあり、一年では成育の評価や木質評価実施までには至らなかった。今後、これらの組換え体を用いて木部構造制御分子機構の理解を深め、将来のバイオマス資源増産に繋げる。