2013 Fiscal Year Research-status Report
イネ遺伝子ターゲティング法を発展させた次世代育種技術の確立
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25850002
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
島谷 善平 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 研究員 (30574701)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ゲノム編集技術 / 新植物育種技術 |
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| Research Abstract |
本課題では、重要穀物であるイネについて、遺伝子ターゲティング法を利用して目的遺伝子の塩基配列を改変し、さらに外来配列を全て削除するシステムを開発することで、次世代植物育種技術としての展開を目指す。
平成25年度は、外来遺伝子削除機構として、トウモロコシ由来のDNA型トランスポゾンAc/Ds系の最適化を進めた。Lazarowら（2012）の発表に基づき、機能強化型Ac転移酵素遺伝子（AcTPase4x）を合成し、ヒートショック誘導型プロモーターに連結した。次いで、ヒートショック誘導型AcTPase4xの制御条件を確立するため、両端に転移酵素の標的配列を両端に備えた”Removal unit”を作製し、これを35SプロモーターとGUSPlus遺伝子の間に挿入した評価用ベクターを構築した。このベクターをイネカルスへ導入した場合、”Removal unit”によりGUSPlus遺伝子の発現が抑制されるが、AcTPase4xの発現が誘導され”Removal unit”が脱離した場合、35SプロモーターとGUSPlus遺伝子が直結し、X-Gluc染色により青いシグナルが検出される。その頻度を元にAc/Ds系を用いた外来遺伝子削除機構の最適誘導条件の検討を進め、予備的成果を得た。一方、イネのいもち病耐性に関わる重要遺伝子OsRacGEF1を恒常活性化型に改変するため、遺伝子ターゲティングベクターを構築した。このベクターは、内部にAcTPase4x遺伝子を組み込めるため、一度の形質転換操作で標的遺伝子の改変と外来配列の削除が可能な”One component system”として展開可能である。上記の評価試験にてヒートショック誘導型AcTPase4xの制御条件が確定し次第、”One component system”によりイネのOsRacGEF1遺伝子改変を試みる予定である。
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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
本課題では、外来遺伝子削除機構としてトウモロコシ由来のDNA型トランスポゾンAc/Ds系を利用するが、その転移酵素遺伝子の発現制御が最も重要な点であった。しかし、ヒートショック誘導型プロモーターの利用と制御条件の最適化により、その機能を遺伝子ターゲティングベクター内へ組み込んだ”One component system”が確立できる見通しが立った。また、外来遺伝子削除機構が最適化でき次第、迅速にOsRacGEF1遺伝子の改変を開始できるよう、ターゲティングベクターの構築も進めることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、外来遺伝子削除機構を搭載した”One component system”ターゲティングベクターを構築し、イネ品種“金南風”のOsRacGEF1遺伝子改変体作製を試みる。得られた改変体では、標的遺伝子の配列が改変され、さらに人為配列を一切残さず外来配列が削除されることが期待されるため、ゲノム配列を精査した結果、目的通りの改変体が得られた場合は、後代系統を展開していもち病等への抵抗性を評価する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本課題遂行にあたり、使用を予定していた機器類の複数について経年劣化や不調が認められ、それらの修理対応や新規購入を慎重に判断するため、直接経費の執行を一部見合わせたため。
当初予定していた機器の購入を進めるとともに、必要に応じて解析機器の修理対応を行う。また、消耗品購入や研究解析の外部依頼などを適切に判断し、本課題を遂行する。
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