2017 Fiscal Year Research-status Report
樹木のゲノム編集とその生物学的影響の解明-ポプラの花芽形成を標的として-
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17K07856
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
西口 満 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (80353796)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮澤 真一 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (10578438)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ポプラ / CRISPR/Cas9 / 遺伝子組換え / 成長 / 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、ポプラの花成抑制遺伝子と推測されるPnTFL1遺伝子およびPnFTL3遺伝子をゲノム編集して機能を失った遺伝子組換えポプラについて、成長や花成、光合成、植物ホルモン、遺伝子発現などを調べ、ゲノム編集の影響を明らかにすることを目指す。本年度は、材料である８系統のゲノム編集ポプラおよび非遺伝子組換えポプラを挿し木で増殖した。長日条件（明期16時間、暗期８時間）では花成してしまう可能性があったため、挿し穂（n=4）を短日条件（明９時間、暗15時間）で育成した結果、全部の挿し穂が発根した。しかし、短日条件下で育成を続けると、茎の成長がやがて停止した。その後、長日条件に移行したところ、茎の成長が進み、ゲノム編集した８系統の全てで花芽が分化したが、非組換えポプラでは花成は起こらなかった。ゲノム編集が光合成能力におよぼす影響を調べるため、葉の二酸化炭素（CO2）固定速度を測った。非組換えポプラと８系統のゲノム編集ポプラとでCO2固定速度に有意な差は無く、ゲノム編集によるPnTFL1やPnFTL3の変異は光合成能力に影響しないことが明らかになった。ゲノム編集による遺伝子の変異について、PnTFL1およびPnFTL3の各対立遺伝子ごとに改めて解読したところ、各対立遺伝子（PnTFL1a、PnTFL1b、PnFTL3a、PnFTL3b）によって変異の種類が異なっている場合が多いことが分かった。また、花成関連遺伝子であるLEAFY (LFY)遺伝子、およびAPETALA1 (AP1)AP1遺伝子の発現に及ぼすゲノム編集の影響を調べるため、リアルタイムPCR法に使用するDNAプライマーを設計した。
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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
応募時の研究計画調書に記載した平成29年度の研究計画である成長特性および光合成能の解析、遺伝子発現解析の準備を達成したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に沿って、平成30年度以降は、ゲノム編集したポプラにおける花芽形成や形態異常などの特性解析、総窒素量・アミノ酸組成等の分析、遺伝子発現解析を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
生じた次年度使用額は、物品費および謝金の支出が当初計画よりも少額だったためである。物品費では、光合成測定に使用するガスボンベや他の消耗品が予定よりも少量で済んだ。謝金については、非常勤職員の雇用期間が当初の予定よりも短期間だった。
次年度は、ゲノム編集したポプラにおける花芽形成や形態異常などの特性解析、総窒素量・アミノ酸組成等の分析、遺伝子発現解析を進めるため、物品費、旅費、謝金を使用する計画である。
また、生じた次年度使用額は、研究成果の論文公表のため、英文校閲費や論文掲載料として使用する計画である。
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