2018 Fiscal Year Annual Research Report
遺伝子組換えキクの生物多様性影響リスクを低減－青いキクの実用化へ
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17H03767
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
間 竜太郎 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, ユニット長 (60355716)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 克友 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, 上級研究員 (60469830)
野田 尚信 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, 上級研究員 (10455313)
能岡 智 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, チーム長 (80391407)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 遺伝子組換え / キク / 花色 / 不稔化 / 周縁キメラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．キククラスＣ遺伝子をターゲットとしたRNAi法による不稔化技術の開発
すでに、モデル系統の白花品種‘セイマリン’にクラスC遺伝子の発現を抑制するためのコンストラクトを導入することで、雄蕊と雌蕊の両方が花弁化し不稔となったキク組換え体の獲得に成功した。今年度は、青いキク実用化のために選抜した商品性に優れたホスト候補系統への遺伝子導入を実施し、得られた形質転換体を閉鎖系温室で育成・開花させて、花器官の形態を調査した。その結果、複数の品種・系統において、雄蕊と雌蕊の花弁化を確認した。すなわち、様々な品種で汎用的に使用可能なキク不稔化のためのターゲット遺伝子及び有効に機能するプロモーターの組合せを特定することに成功した。
２．L1周縁キメラを利用した交雑リスク低減手法の確立
昨年度、L1層細胞にのみ存在する蛍光タンパク質遺伝子が後代に伝達されないことを明らかにした。今年度は、キクの周縁キメラ状態の栄養繁殖時における安定性、特にL1層を構成する細胞のL2層、L3層への移行の有無について調査した。蛍光タンパク質遺伝子をL1層にのみ持つクローン系統からサンプルを採取し、茎断面の蛍光を示す細胞の分布を蛍光実体顕微鏡で観察し周縁キメラ状態を調査した。その結果、1サンプルのみではあるが部分的に茎の内側の細胞層（L2，L3層）においても蛍光が観察され、当初はL1層にのみ存在していた蛍光タンパク質遺伝子が栄養繁殖の過程でL2、L3層に移行したことが推定された。生殖細胞はL2層由来細胞で構成されることから、L1層に存在する外来遺伝子を持つ細胞が栄養繁殖の過程でL2層に移行し、その結果外来遺伝子が後代植物に伝達される可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
キククラスＣ遺伝子をターゲットとしたRNAi法による不稔化技術の開発に関しては、青いキク実用化のために選抜した商品性に優れた複数のピンク・赤系花色のホスト候補系統において、雄蕊と雌蕊ともに花弁化したキク組換え体を獲得した。このように、様々な品種で汎用的に使用可能なキク不稔化のためのターゲット遺伝子及び有効に機能するプロモーターの組合せを特定することに成功した。また、L1周縁キメラを利用した交雑リスク低減手法の確立に関しては、キクの周縁キメラ状態の栄養繁殖時における安定性を調査した結果、当初はL1層にのみ存在していた蛍光タンパク質遺伝子が栄養繁殖の過程でL2、L3層に移行した事例を観察した。これらの成果をふまえ、おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．キククラスＣ遺伝子をターゲットとしたRNAi法による不稔化技術の開発
昨年度までに、モデル系統の白花品種及び青いキク実用化のために選抜した商品性に優れた複数のピンク・赤系花色のホスト候補系統の両方において、雄蕊と雌蕊ともに花弁化したキク組換え体の獲得に成功した。そこで、今年度は、不稔化遺伝子と青色化遺伝子をタンデムに配置したコンストラクトをホスト候補系統に導入し、青色花かつ不稔のキク系統（実用化候補系統）の作出をめざす。
２．L1周縁キメラを利用した交雑リスク低減手法の確立
昨年度、キクの周縁キメラ状態の栄養繁殖時における安定性、特にL1層を構成する細胞のL2層、L3層への移行の有無について調査した結果、当初はL1層にのみ存在していた蛍光タンパク質遺伝子が栄養繁殖の過程でL2、L3層に移行したことが推定される実験結果を得た。そのため、今年度は、栄養繁殖時のキク周縁キメラ構造の安定性についてさらに調査し、周縁キメラを利用した交雑リスク低減手法の適用可能性を考察する。
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