単為結果性PAT-2遺伝子の分子改変による新規変異体の作出

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K07660
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 布目 司 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 (50355624)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 博隆 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 (30355664)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 単為結果 / トマト / ゲノム編集

Outline of Annual Research Achievements

トマト栽培では訪花昆虫による受粉促進またはホルモン剤散布による着果促進処理が行われている。単為結果性は受粉・受精しなくても果実が着果・肥大する形質であり、気候変動による高温等の環境下でも安定した着果が期待できる有用形質である。単因子劣性形質であるトマト単為結果性pat-2の発現機構の解明および採種不安定性の改善のために、ゲノム編集技術を用いてPAT-2遺伝子およびPAT-2ホモログに変異を導入した変異体を作出し、単為結果性と採種性を評価するとともに花芽・果実形成への影響等を調査することを目的としている。
PAT-2遺伝子およびPAT-2ホモログ遺伝子のトマトの単為結果性への関与を調査するために、当該遺伝子の変異体を作出した。CRISPR/Cas9による変異誘導に用いたガイドRNA配列は、当該遺伝子のN末端領域および保存領域を標的とし、複数のツールにより設計した候補から選定した。設計したガイドRNA配列をゲノム編集ベクターに挿入してコンストラクトを作成し、アグロバクテリウム法により形質転換実験を行った。これまでに、PAT-2遺伝子およびPAT-2ホモログ遺伝子のN末端領域に変異を導入した形質転換体を得た。これらの形質転換体の多くは標的変異をヘテロに有していた。変異のホモ化とキメラ変異を除去するために、形質転換体の自殖後代種子を採種した。また、標的遺伝子のプロモーター領域に変異を誘導するガイドRNAを設計し、コンストラクトを構築した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の予定と異なり、トマトの形質転換効率が低く、形質転換体の獲得に時間を要している。標的遺伝子の機能欠損による影響とも考えられるため新たなガイドRNAの選定を行うとともに、形質転換条件の検討も合わせて行い、形質転換効率の改善を図った。

Strategy for Future Research Activity

PAT-2およびPAT-2ホモログ遺伝子のN末端領域の変異体の自殖後代からnull分離個体を選抜し、変異固定個体を選抜し表現型を調査する。また、新規対立遺伝子変異体の作出のために、PAT-2遺伝子の保存領域およびプロモーター領域に変異を誘導するコンストラクトを用いて、変異体を作出する。

Causes of Carryover

形質転換体の獲得が遅れたため、予算の執行が遅れている。