2022 Fiscal Year Annual Research Report
ゲノム編集ユーカリを用いた加水分解性タンニン生合成遺伝子の同定
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22H02391
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
田原 恒 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (70445740)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 秀之 岡山県立大学, 保健福祉学部, 教授 (70253002)
西口 満 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (80353796)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | Eucalyptus camaldulensis / 二次代謝 / 生合成経路 / 遺伝子組換え / 酸性土壌 / アルミニウム過剰害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ユーカリは、強酸性土壌で問題となるアルミニウム過剰害に極めて高い耐性を持つ。我々は、加水分解性タンニンが根の中でアルミニウムを無毒化するという新しいアルミニウム耐性機構をユーカリで発見している。この耐性機構を理解し応用するには、タンニンの生合成遺伝子が同定されている必要がある。本研究では、タンニン生合成の第3～第6段階の反応を触媒する酵素の遺伝子をユーカリで同定することを目的して、（1）候補遺伝子がコードするタンパク質をベンサミアナタバコや酵母で生産させ、試験管内で酵素反応の証明と酵素特性の解明を行い、（2）候補遺伝子を破壊したゲノム編集ユーカリを作製し、植物体内で酵素機能の証明を行う。
タンニン生合成の第3段階から第6段階の反応の基質となる4種類のタンニンのうち、市販されているのは第3段階のβ-glucogallinのみである。そこで、残りの1,6-digalloylglucoseと1,2,6-trigalloylglucose、1,2,3,6-tetragalloylglucoseを植物体からカラムクロマトグラフィーで単離することで準備した。これらの基質は次年度以降、試験管内での酵素反応試験で用いる。
ユーカリで通常の遺伝子組換え体を作成するには1年以上の時間がかかるため、より迅速に遺伝子組換え体を得られる毛状根を利用した遺伝子組換え法の構築を目指した。毛状根菌（Rhizobium rhizogenes）の国内株7株と外国株1株を入手した。それらの菌株をユーカリの実生苗の胚軸へ接種する試験を行ったところ、すべての菌株で不定根の分化が認められた。今後、不定根に毛状根菌の遺伝子が導入されているか調べることで、毛状根の形成を確認する。
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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
計画通り、試験管内での酵素反応試験に用いる基質を準備できた。また、迅速にユーカリの遺伝子組換え体を得るために、毛状根を利用した遺伝子組換え法を検討できたので、「おおむね順調に進展している」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、候補タンパク質をタバコに生産させ、酵素反応スクリーニングを行う。また、候補遺伝子を破壊するように設計したゲノム編集用ベクターを構築する。
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