2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of genome editing technology to accelerate gene function analysis in the hexaploid sweet potato
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20K05984
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
門田 有希 岡山大学, 環境生命科学学域, 准教授 (30646089)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 基泰 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (20223860)
刑部 祐里子 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (50444071)
田淵 宏朗 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 上級研究員 (10355571)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | サツマイモ / 形質転換 / ゲノム編集 / 倍数性 / 線虫抵抗性 / 遺伝子機能解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近研究担当者らは、遺伝解析が極めて困難とされてきたサツマイモ（2n = 6x = 90）を対象にNGSを利用したゲノムワイドな遺伝解析を行い、さまざまな農業形質（線虫・ゾウムシ抵抗性、収量性や塊根の皮色等）にかかわる遺伝子領域を同定した。さらに、トランスクリプトーム解析や全ゲノムリシーケンスのデータなども組み合わせることにより、線虫抵抗性を制御する候補遺伝子を1つに絞り込むことに成功した。しかしながら、候補遺伝子の機能解明には至っておらず、原因遺伝子であると証明されてはいない。遺伝子機能を詳細に調べるためには、その遺伝子を改変した植物体を作出する必要がある。そこで本研究では遺伝子機能解析を加速化させるため、サツマイモにおけるゲノム編集や形質転換技術の開発を目的とした。
まずは候補遺伝子の配列を明らかにする必要があるため、抵抗性品種「ジェイレッド」および感受性品種「潮州」を用い、遺伝子配列を調査した。その結果、「ジェイレッド」では機能型と推定されるアレルが存在していたのに対して、「潮州」では機能欠損型であると考えられるアレルが存在した。またプロモーター領域についても配列を調査した結果、「ジェイレッド」特異的な配列で複数のシスエレメントが検出された。
ジェイレッドおよび潮州における候補遺伝子の全長配列を決定することができたため、形質転実験用のコンストラクトを作製した。サツマイモ品種の中では比較的形質転換が容易であることが知られている「花らんまん」を対象に胚性カルスを誘導し、アグロバクテリウム法により遺伝子導入を行った。時間は要したが、すべてのコンストラクトについて「花らんまん」を用いた形質転換体の作出に成功した。
今後は、導入された遺伝子配列の調査や遺伝子発現量解析、接種試験等を行い、遺伝子機能を詳細に解析する予定である。
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