Molecular Breeding of next generation Super-Agrobacterium for broad host range

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K05964
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 野中 聡子 筑波大学, 生命環境系, 助教 (50580825)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 形質転換 / アグロバクテリウム / エチレン / GABA

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、広い植物種での形質転換効率の向上に向けてアグロバクテリウムの改良を試みるものである。形質転換効率を低下させる要因の一つとして、植物が誘導する病原菌に対する全身抵抗性が考えられている。そこで本研究では、植物が誘導する全身抵抗性に着目して、下記3つの項目について検討することとした。①アグロバクテリウムの植物免疫機構誘導物質(エリシター)の除去②植物免疫機構誘導物質(サリチル酸)除去能力のアグロバクテリウムへの付与③植物免疫打破タンパク質のアグロバクテリウムへの付与。
また、形質転換が非常に低いとされているメロンについて、エチレン発生抑制能やGABA分解能を付与した既存のスーパーアグロバクテリウムを用い、形質転換を試みた。既存のスーパーアグロバクテリウムは、トマト、スイカ野生種、リンドウ、トラバムなどで効果が認められていた。しかしながら、メロンでは、スーパーアグロバクテリウムを用いても、形質転換体が得られず形質転換効率の向上には至らなかった。形質転換のプロセスは以下の通りである。①T-DNAの植物細胞への送達②T-DNAの植物ゲノムへの組込み③形質転換細胞の薬剤選抜・再分化
本研究では、①を促進することにより形質転換効率全体を底上げすることを狙ったものであり、①を阻害する因子としてエチレン、GABA、サリチル酸に着目している。本研究においてエチレンやGABAを抑制する既存のスーパーアグロバクテリウムを用いてもメロンに効果が認めれなかったのは、エチレンまたはまたはGABA以外の因子が抑制的に働いているか、②および③の促進がメロンにおいて重要である可能性を示唆している。
そこで、本研究では①の際に植物がどのような挙動を示すかについて明らかにすることとした。まずはすでに形質転換ができるトマトを用いて、RNAseqによる解析を行った。