Development of genome editing technology to accelerate gene function analysis in the hexaploid sweet potato

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05984
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Monden Yuki 岡山大学, 環境生命科学学域, 准教授 (30646089)
• 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)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: サツマイモ / 形質転換 / ゲノム編集 / 線虫抵抗性 / 遺伝子機能解析

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to develop gene-editing and transformation technology for sweetotato, and to accelerate the gene function analysis of this species. In our previous study, we detected one candidate gene controlling nematode resistance in sweetpotato. Thus, we investigated the sequence of this gene using resistant and susceptible cultivars. Our results showed that the resistant cultivar ‘J-Red’ and the susceptible cultivar ‘Choshu’ have functional and non-functional alleles, respectively. Interestingly, several cis-elements were specifically detected in the promoter region of ‘J-Red’, which indicated that these cis-elements might regulate the expression of the functional allele in J-Red. In addition, we successfully created transformants using ‘Hanaranman’ cultivar by introducing functional and non-functional alleles.

Free Research Field

農学（遺伝育種学）

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではサツマイモの収量や外観品質に甚大な被害をもたらす有害線虫（サツマイモネコブセンチュウ）に対して、サツマイモが持つ抵抗性遺伝子の機能証明ならびに機能解析を目的とし、形質転換やゲノム編集技術の開発を試みている。サツマイモでの線虫抵抗性遺伝子はいまだに報告が無く、機能証明できれば世界初の成果となる。また本研究成果では、育種に有用なDNAマーカーも開発しており、遺伝解析の難しかったサツマイモのマーカー選抜育種（MAS）や病害抵抗性品種の育成も加速化させることが期待される。また病害抵抗性だけでなく、その他の農業形質にかかわる遺伝子の機能解析や有用品種の育成も発展させることが予測される。