2014 Fiscal Year Annual Research 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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| 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 | 次世代植物育種技術 / イネ / 遺伝子ターゲティング / 形質転換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、強力ポジティブ・ネガティブ選抜法によるイネ・遺伝子ターゲティング法を基に、遺伝子組換えの痕跡が残らない次世代植物育種技術 (NBT) の開発を進める。遺伝子ターゲティング法と組み合わせるポジティブマーカー遺伝子削除機構として、トウモロコシのDNA型トランスポゾンAc/Dsを利用することとし、合成生物学的手法にて、イネに最適化した改変型Ac転移酵素遺伝子 (AcTPase4x) とその標的配列Dsを作製した。次いで、イネゲノムにおける機能評価を目的として、改変型Ac/DsをGUSレポーターアッセイ用ベクターに組み込み、アグロバクテリウム法にてイネカルスへ導入した。イネカルスにおけるGUSレポーターの発現を解析した結果、AcTPase4xによるDsの削除を確認し、さらに時系列に沿ったAcTPase4xの発現変化を明らかにした。また、PCRおよびDNA塩基配列解析により、改変型Ac/Dsが人為配列を一切残さないポジティブマーカー遺伝子削除機構として利用可能であると実証できた。続いて、遺伝子ターゲティングベクターに改変型Ac/Dsを組み込んだ。このシステムでは2つの組み換え行程が順次進行し、相同組み換えによりゲノム上の標的遺伝子のDNA配列が任意改変された後、自律的に改変型Ac/Dsによるポジティブマーカー遺伝子削除が進行するため、一度の形質転換操作で標的遺伝子の改変が終了すると考えられる。そのため、上記システムを利用し、日本型イネ品種「金南風」のゲノム上に存在する耐病性遺伝子OsRacGEF1の機能向上を試みた。得られた改変体は、恒常活性化型OsRacGEF1タンパク質を発現して耐病性形質が向上すると予測されるため、病原菌接種試験等の評価を進める。
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