2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new breeding material using dominant mutants causing by insertions of DNA transposon, nDart1
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16K07561
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
栂根 一夫 基礎生物学研究所, 多様性生物学研究室, 助教 (50343744)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前川 雅彦 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (00142703)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | イネ / 優性 / 顕性 / 大粒 / トランスポゾン / 転移因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネゲノムに内在性して転移し続けているトランスポゾンnDart1を、交配によってコシヒカリに導入した。このnDart1はカット＆ペーストの転移様式をとる。この変異系統（コシnDartタグライン）を育生すると様々な突然変異体が選抜され、しばしば優性(顕性)変異体が出現する。この顕性変異を利用して新奇の育種素材を開発することを目指している。
コシnDartタグラインから選抜した種子が大粒化した変異体であるLarge grain(Lgg)は、不完全顕性だった。nDart1の挿入領域の同定法であるnDartトランスポゾン・ディスプレイ法によって原因遺伝子の同定した。この研究を発展させて、(1)野生型におけるLGG遺伝子の機能解析、(2)優性のLgg変異となっている原因の解明と育種素材としての評価、(3)新たな優性変異体の分離と解析を行うことを試みることを目標とする。
まず、Lgg変異体の大粒化の原因が細胞数の増加なのか、細胞の大きさの違いなのか、その両方なのかを調べるために、籾および胚乳で細胞を観察する凍結切片法を開発した。Lggの変異体の種子の細胞の大きさは野生型と変わっておらず、細胞の数が増えて増加していることが明らかにした。Lgg変異の原因陰電子はRNA結合領域をもっており、相同性を持つ遺伝子が動物から植物にまで広く存在していた。Lgg変異体では原因遺伝子の発現低下を確認できた。ゲノム編集によってLGG遺伝子のゲノムを破壊したところ、種子の大粒化が確認でき、逆にLGG遺伝子の発現を上昇させると種子の小粒化を引き起すことができた。
また、nDartが活発に転移するコシnDartタグラインを年間3000系統育生した。その中から新たな変異体として不完全優性で分げつが増えわい性となるBushydwarftiller2変異体(Bdt2変異体)など複数の変異体も分離した。Bdt2変異は、2因子によって優性変異を引き起されていることが明らかになった。
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