Quantitative modification of useful components in plants via induction of epigenetic changes

2008 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project/Area Number: 18380002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: KANAZAWA Akira Hokkaido University, 大学院・農学研究院, 准教授 (30281794)
• Project Period (FY): 2006 – 2009
• Keywords: 植物 / 遺伝子発現 / エピジェネティックス / メチル化 / 転写

Research Abstract

植物細胞においては、転写段階ならびに転写後段階におけるジーンサイレンシングが起きることが知られている。前者においては、ゲノムDNA の特に遺伝子のプロモーター領域のメチル化により、直接的あるいはクロマチン構造の変化を介して、遺伝子の転写が阻害される。本研究を計画した時点において、細胞内に二本鎖RNA 分子が存在する場合、その塩基配列に相同な核内のゲノムDNA に対して配列特異的なメチル化ならびに転写抑制が誘導されることが示されていた。また、本研究の代表者は、この機構を利用し、新規なRNA ウイルスベクターを用いて植物細胞で転写抑制を誘導することに成功していた。本研究の目的は、この実験系を用いて、以下に集約される研究を推進することである。
(1) レポーター遺伝子を用いたエピジェネティックな遺伝子発現の制御機構の解析を詳細にわたり行うことで、遺伝子特異的な転写抑制の誘導と維持に必須の条件を明らかにする。
(2) それにより最適化された方法を植物ゲノムに存在する遺伝子の発現抑制に適用し、植物の産生する有用成分の量的制御に応用する。

Research Products

• [Journal Article] Down-regulation of flavonoid 3'-hydroxylase gene expression by virus-induced gene silencing in soybean reveals the presence of a threshold mRNA level associated with pigmentation in pubescence (2009)
  • Author(s): Nagamatsu, A., Masuta, C., Matsuura, H., Kitamura, K., Abe, J. and Kanazawa, A.
  • Journal Title: J. Plant Physiol 166 Pages: 32-39
• [Journal Article] Genetic redundancy in soybean photoresponses associated with duplication of the phytochrome A gene (2008)
  • Author(s): Liu, B., Kanazawa, A., Matsumura, H., Takahashi, R., Harada, K. and Abe, J.
  • Journal Title: Genetics 180 Pages: 995-1007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Coordinated expression of functionally diverse fructosyltransferase genes is associated with fructan accumulation in response to low temperature in perennial ryegrass (2008)
  • Author(s): Hisano, H., Kanazawa, A., Yoshida, M., Humphreys, M. O., Iizuka, M., Kitamura, K. and Yamada, T.
  • Journal Title: New Phytol 178 Pages: 766-780
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Epigenetic inactivation of chalcone synthase-A transgene transcription in petunia leads to a reversion of the post-transcriptional gene silencing phenotype (2007)
  • Author(s): Kanazawa, A., O'Dell, M. and Hellens, R. P.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol 48 Pages: 638-647
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional analysis of soybean genes involved in flavonoid biosynthesis by virus-induced gene silencing (2007)
  • Author(s): Nagamatsu, A., Masuta, C., Senda, M., Matsuura, H., Kasai, A., Hong, J.-S., Kitamura, K., Abe, J. and Kanazawa, A.
  • Journal Title: Plant Biotechnol. J. 5 Pages: 778-790
  • Peer Reviewed
• [Presentation] RNAサイレンシングは植物組織の着色に必要なフラボノイド合成系遺伝子のmRNA 量の閾値を明らかにする (2008)
  • Author(s): 永松 敦・増田 税・松浦英幸・喜多村啓介・阿部 純・金澤 章
  • Organizer: 日本分子生物学会第31回年会
  • Place of Presentation: 神戸市神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2008-12-12
• [Presentation] DNA脱メチル化酵素遺伝子の発現量は植物ウイルスベクターを介した外来性プロモーターへのメチル化誘導の程度に影響する (2008)
  • Author(s): 太田垣駿吾・増田税・金澤章
  • Organizer: 日本育種学会第114回講演会
  • Place of Presentation: 彦根市滋賀県立大学
  • Year and Date: 2008-10-11
• [Book] Genetics of speciation in rice(by H.-Y. Hirano, A. Hirai, Y. Sano and T. Sasaki,Springer-Verlag) (2008)
  • Author(s): Koide, Y., Onishi, K., Kanazawa, A. and Sano, Y.
  • Total Pages: 247-259
  • Publisher: In Rice Biology in the Genomics Era