2016 Fiscal Year Annual Research Report
Qualitative improvement of potato by GrIGS system
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15K18624
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
葛西 厚史 弘前大学, 農学生命科学部, 研究員 (80633982)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | エピゲノム編集 / 新育種技術NPBT / 接ぎ木 / RNAの篩管長距離輸送性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
“接ぎ木” 栽培技法と “RNAの篩管長距離輸送性” を活用した革新的品種改良技術GrIGS（Graft-induced Gene Silencing）システムを開発した。本研究課題では栄養繁殖性作物のジャガイモに対しGrIGSシステムを適用させ、エピゲノム編集体の獲得を試みた。すなわち、GrIGSシステムによりゲノムDNAの標的遺伝子のみにエピジェネティックな修飾を誘導し、転写型遺伝子抑制（TGS）を発動させ、その組織から再分化体を得ることで特定遺伝子のみが抑制された個体いわば人為的な枝変わり個体の獲得について検討した。外生遺伝子を用いたモデル実験から実用化に向けた内生遺伝子をターゲットとする有用形質の付与（低温糖化抑制とアミロース含量低下）へと展開した。
外生遺伝子35S:GFP導入ジャガイモを用いたモデル実験により、ジャガイモでのシステムの適用が確認されたため、内生遺伝子（①デンプン組成に関わるStGBSS遺伝子・②低温糖化現象に関わるStVinv遺伝子）をターゲットとしたエピゲノム編集体獲得を行った。それぞれのsiRNAドナータバコ系統とジャガイモ品種“ワセシロ”との異種間接ぎ木を行い、2種類の方法（根の再分化とMT誘導）でエピゲノム編集体を獲得した。得られたエピゲノム編集体におけるメチル化修飾の安定性について調査したところ、内生遺伝子においても少なくとも次代の萌芽体でも維持されていることが判明した。
さらに、GrIGSシステムの効率化を目的に、脱メチル化酵素ROS1の転写後型遺伝子抑制（PTGS）も同時に誘導するシステムの組み込みなども検討した。また、複数遺伝子に対するエピゲノム編集体（スタック系統）の作出やエピゲノム編集系統に再度GrIGSシステムを行いメチル化度の増強を目指した強エピゲノム編集体（セカンド）の作出についても検討し、より実用的な技術へと展開した。
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Research Products
(4 results)
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[Presentation] Epigenome editing in plants by grafting.2017
Author(s)
Atsushi Kasai, Takeo Harada
Organizer
10th International Symposium Exploring the Global sustainability -Advances in Plant Biotechnology for Agriculture in Semi-arid land-
Place of Presentation
大阪大学
Year and Date
2017-03-14 – 2017-03-15
Invited
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