葉老化抑制による窒素施肥耐性のイネ良食味・酒造好適品種開発のための基礎研究

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H02959
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 草場 信 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (20370653)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 信澤 岳 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (40814463) ; 伊藤 岳 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 特任助教 (30636139)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: イネ / 老化 / ゲノム編集 / 種子

Outline of Annual Research Achievements

米穀粒中の高タンパク質含量は食味や酒米適性を低減させることから、良食味米や酒米の栽培時には窒素施肥は抑えて栽培される。一方、十分な窒素施肥下でも穀粒中のタンパク質含量を低く抑えることが出来れば、収量性等の観点から大変有用である。イネ穀粒中のタンパク質の40～70％は老化葉由来であることから、葉からの窒素分の転流が抑制される葉老化抑制突然変異体は低タンパク質系統として期待される。本研究では、老化を制御するNAC転写因子の多重ゲノム編集体を作製し、十分な窒素施肥下でも穀粒中タンパク質含量が抑制されるイネ系統の作製を目指した。本年度は既に単離しているイネ葉老化遅延突然変異体についてショートリードシーケンス法による全ゲノム塩基配列決定を行った。その結果、SGRなど、既知の老化関連遺伝子の突然変異の同定に成功する一方、新奇ステイグリーン突然変異と思われる突然変異体についても2系統を獲得することができた。これらの系統については来年度以降、ポジショナルクローニングを試みていく予定である。また、このような順遺伝学的な方法とは別に、イネの葉で老化に従い発現が誘導され葉老化促進に関与すると考えられる5つのNAC転写因子を標的とした4種類のｇRNA （ある1つのgRNAは2つのNAC転写因子を標的にしている）を持つCRISPR-Cas9バイナリーベクターを構築し、これを用いてゲノム編集を試みた。本年度はイネカルスへの形質転換を行うことができ、再生個体が得られている状況である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ほぼ計画通り、突然変異体の全ゲノム解析を行い、突然変異を同定することができた。またゲノム編集のための形質転換などを行うことができた。

Strategy for Future Research Activity

新奇突然変異体に関しては野生型との交雑を行い、ポジショナルクローニングを試みる。ゲノム編集に関しては形質転換体を得、導入された変異について検討する。