2017 Fiscal Year Research-status Report
世界の10億人を養う熱帯作物キャッサバにおけるゲノム編集基盤技術の確立
| Project/Area Number |
16K14832
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
関 原明 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (80281624)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | キャッサバ / ゲノム編集 / 澱粉枝作り酵素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、CRISPR/Cas9システムをキャッサバに導入し、キャッサバにおける植物ゲノム編集システムの基盤確立を目指す。澱粉枝作り酵素遺伝子に対象を絞って本研究を実施する。
2017年度は guide RNAを35Sプロモーター（pCaMV35S:gRNA）で発現させる融合遺伝子断片とCas9ヌクレアーゼ遺伝子をパセリのユビキチン遺伝子プロモーターで発現させる融合遺伝子断片（pCaMV35S:gRNA-pPcUbi:Cas9）を導入したトランスジェニックキャッサバ48個体、またpCaMV35S:gRNAとCas9ヌクレアーゼ遺伝子を35Sプロモーターで発現させる融合遺伝子断片（pCaMV35S:gRNA-pCaMV35S:Cas9）を導入したトランスジェニックキャッサバ96個体を得た。トランスジェニックキャッサバの葉からゲノムDNAを抽出し、それを鋳型に用いてPCRを行った。ダイレクトシーケンス法による波形パターンの変化または制限酵素処理による制限酵素反応部位の欠失をもとに澱粉枝作り酵素遺伝子上のゲノム配列が編集されたか確認した。pCaMV35S:gRNA-pPcUbi:Cas9の48系統の内29系統でゲノム編集を確認できた。pCaMV35S :gRNA-pCaMV35S:Cas9の96系統の内12系統でゲノム編集を確認できた。pCaMV35S:gRNA-pPcUbi:Cas9の組み合わせで高い編集効率を得ることができた。pCaMV35S:gRNA-pUbi:Cas9の数系統を選び、片アレル変異、両アレル変異、野生型の遺伝子型を判定した。昨年度から試みていたキャッサバ由来Pol IIIとPol IIプロモーターの単離であるが、phytozomeデータベースのBLAST解析の結果から複数個の遺伝子の存在が示唆され、遺伝子同定が困難であるため断念した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
キャッサバ由来Pol IIIとPol IIプロモーターの単離を断念したが、CaMV35SやpPcUbiプロモーターはキャッサバにも効果的に機能しており、当初の計画通り、ゲノム編集されたキャッサバ形質転換体を得ることができたため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、澱粉枝作り酵素遺伝子上の ゲノム配列が改変された系統において、澱粉枝作り酵素の酵素活性測定を行い、論文化を目指す。また、トランスジェニックキャッサバを土壌条件でも栽培し、生育調査、澱粉構造解析を行う予定である。
|
| Causes of Carryover |
キャッサバ由来Pol IIIとPol IIプロモーターの単離を断念したが、CaMV35SやpPcUbiプロモーターはキャッサバにも効果的に機能しており、ゲノム編集されたキャッサバ形質転換体を順調に作出することができたため。今後は、澱粉枝作り酵素遺伝子上の ゲノム配列が改変された系統において、澱粉枝作り酵素の酵素活性測定を行い、論文化を目指す。また、トランスジェニックキャッサバを土壌条件でも栽培し、生育調査、澱粉構造解析を行う予定である。
|
-
[Journal Article] Formation of Friable Embryogenic Callus in Cassava is Enhanced under Conditions of Reduced Nitrate, Potassium and Phosphate2017
Author(s)
Utsumi, Y., Utsumi, C., Tanaka, M., Ha, T.V., Matsui, A., Takahashi, S. and Seki, M.
-
Journal Title
PLoS ONE
Volume: 12
Pages: e0180736
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
