2021 Fiscal Year Annual Research Report
Cereal plant transformation using endophytic agrobacteria
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21H02167
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
鈴木 克周 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (50221320)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
力石 和英 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (90220798)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | アグロバクテリウム / 植物形質転換 / 病原性プラスミド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主要穀物植物は単子葉植物であり、病原性アグロバクテリア（Agrobacterium tumefaciens）による感染を受けず、ムギ類に代表されるようにアグロバクテリアを用いる形質転換が難しい。本研究は植物の形質転換問題を改善することを目標としている。先ず、申請者らがコムギから単離したアグロバクテリア内生菌株を植物形質転換に汎用的に利用できるドナー株に改変加工を行う。次いで、胚性カルスの形質転換へ適用する評価試験を行ってどのような特性を持つか明らかにすることで、世界で初めて有用株化した内生細菌株を公開し、広く形質転換に活用できるように整備することが本研究の目的である。
既に申請者らがコムギから単離したアグロバクテリア（A. tumefaciens）内生菌株には、Riプラスミドを持つG７グループ菌株とTiプラスミド/Riプラスミドどちらをも持たないG１グループ菌株の計２系統がある。2021年度の実施計画は主に、それぞれの内生菌株でT-DNA輸送能力を持つが病気を生じさせない（アームレス化）ドナー菌株を作成することと、来年度本格実施する植物形質転換の準備を行うという内容である。
G１グループ内生菌株へアームレスRiプラスミド導入した菌株を作成した。G７グループ内生菌株については、Riプラスミド除去を行ったうえでアームレスRiプラスミド導入した菌株を作成した。一方、既存のTiプラスミド導入体を得ることができなかった。G７グループ内生菌株RN3の塩基配列決定によって、野生型RiプラスミドpRiRN3は長さ234,326 bpであり、１つのT-DNAを持っていることが判った。この配列情報に基づいて、T-DNA部分のみを除去するための加工用プラスミドを設計した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
G１グループおよびG７グループ内生菌株に対して、既存のアームレスTiプラスミドとRiプラスミドの導入を行い、アームレスRiプラスミド導入体を得ることができた。しかし、両グループ内生菌株共にアームレスTiプラスミド導入体を得ることができなかった。Riプラスミドを持つG７グループ内生菌株RN3の塩基配列決定によって、野生型RiプラスミドpRiRN3の全塩基配列234,326 bpが明らかになり、１つのT-DNAを持っていることが判った。この配列情報に基づいて、T-DNA部分のみを除去するための加工用プラスミドを設計できた。
従って、全体としてはおおむね順調と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
アームレスTiプラスミドとRiプラスミドを導入したG７グループおよびG７グループ内生菌株を使用して植物形質転換を行う。内生菌株がアームレスRiプラスミドを受容したのに、アームレスTiプラスミドを受け付けなかった原因として、内生菌株に制限修飾系などのバリアーが在り、アームレスRiプラスミドは自身を保護する遺伝子を持ち、アームレスTiプラスミドには無いと予測される。両プラスミドの再アノテーションおよび他のプラスミドを導入する実験によって原因を把握して解決を目指す。
G７グループ内生菌株のRiプラスミドについてはT-DNAを除去するための加工用プラスミドを使用してアームレス化する。このアームレス化したRiプラスミドも植物形質転換に使用し評価する。
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Research Products
(2 results)
