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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Genome Editing to Improve Abiotic Stress Responses in Plants

Research Project

Project/Area Number 26430190
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

刑部 祐里子  徳島大学, 大学院生物資源産業学研究部(連携), 特任准教授 (50444071)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsゲノム編集 / 環境ストレス / イオン輸送体
Outline of Annual Research Achievements

植物の環境ストレス応答時に機能する細胞膜局在性イオン輸送体は気孔閉鎖やストレス耐性に重要な機能を持っており、環境ストレス応答に関わるシグナル伝達により制御されている。本研究は、植物の環境応答能向上を目的としてこのような因子のゲノム編集による機能改変を目的としている。シロイヌナズナ環境ストレス応答シグナル伝達遺伝子や気孔開口に機能するプロトンポンプを標的遺伝子としてCRISPR/Cas9を用いたゲノム編集を行った。Cas9の発現プロモーターについて配偶子および茎頂で特異的に強く発現するプロモーターに変換しゲノム編集を行った結果、オフターゲットに変異導入の無いbi-allelic 変異体が高い効率で得られ、新規のシロイヌナズナ変異体alleleを作製することが可能となった。次に、得られたCRISPR/Cas9変異体の水分ストレス環境への応答性について生理学的に明らかにした。通常の生育条件において、サーモグラフィーによる非破壊計測で葉面温度を測定したところ、CRISPR/Cas9変異体は野生型より高い葉面温度を示し、通常の生育条件においても気孔が閉鎖する傾向があることがわかった。さらに、変異体では、植物ホルモン、アブシジン酸(ABA)に対する気孔の閉鎖能や葉の水分損失速度が高まっていた。以上のことから、新規に作製したCRISPR/Cas9プロトンポンプ変異体は水分ストレス応答が向上していることが明らかになった。

  • Research Products

    (20 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Efficient and heritable targeted mutagenesis in mosses using the CRISPR/Cas9 system2016

    • Author(s)
      T. Nomura, T. Sakurai, Yuriko Osakabe, Keishi Osakabe and H. Sakakibara
    • Journal Title

      Plant & Cell Physiology

      Volume: 57 Pages: 2600-2610

    • DOI

      10.1093/pcp/pcw173

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient Genome Editing in Apple Using a CRISPR/Cas9 system2016

    • Author(s)
      Chikako Nishitani, Narumi Hirai, Sadao Komori, Masato Wada, Kazuma Okada, Keishi Osakabe, Toshiya Yamamoto and Yuriko Osakabe
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 31481

    • DOI

      10.1038/srep31481

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optimization of CRISPR/Cas9 genome editing to modify abiotic stress responses in plants.2016

    • Author(s)
      Yuriko Osakabe, Y Watanabe, SS Sugano, R Ueta, R Ishihara, K Shinozaki and Keishi Osakabe
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 26685

    • DOI

      10.1038/srep26685

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] CRISPR/Cas9 による植物ゲノム編集技術の開発2017

    • Author(s)
      刑部祐里子
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会シンポジウム
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
    • Invited
  • [Presentation] 根毛形成に異常を示すシロイヌナズナ変異体の原因遺伝子の同定2017

    • Author(s)
      島田 佳南里, 井内 聖, 井内 敦子, 坂本 秀樹, 山田 晃嗣, 刑部 敬史, 刑部 祐里子
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] 栽培品種トマトAilsa Craigの CRISPR/Cas9システムを用いた新育種技術開発2017

    • Author(s)
      阿部 千尋, 上田 梨紗, 橋本 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] CRISPR/Cas9による単為結実トマトの迅速な育種技術の確立2017

    • Author(s)
      上田 梨紗, 阿部 千尋, 石原 諒典 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] 防御応答活性化時における植物の糖吸収制御2016

    • Author(s)
      山田 晃嗣, 刑部 敬史, 刑部 祐里子
    • Organizer
      第3回日本生物工学会西日本支部講演会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • Year and Date
      2016-12-10 – 2016-12-10
  • [Presentation] 栽培品種トマトAilsa Craigの CRISPR/Cas9システムを用いた新育種技術開発2016

    • Author(s)
      阿部 千尋, 上田 梨紗, 橋本 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
    • Organizer
      第3回日本生物工学会西日本支部講演会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • Year and Date
      2016-12-10 – 2016-12-10
  • [Presentation] CRISPR/Cas9によるトマトIAA9遺伝子を標的としたゲノム編集技術の確立2016

    • Author(s)
      上田 梨紗, 阿部 千尋, 橋本 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
    • Organizer
      第3回日本生物工学会西日本支部講演会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • Year and Date
      2016-12-10 – 2016-12-10
  • [Presentation] Genome editing technology to improve plant environmental response2016

    • Author(s)
      Yuriko Osakabe
    • Organizer
      Latest Advances in Plant Development and Environmental Response 2016, CSH - Asia Meetings
    • Place of Presentation
      ウェスティンホテル淡路(兵庫県淡路市)
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Site-directed mutagenesis of the tomato IAA9 gene by using the CRISPR/Cas9 system2016

    • Author(s)
      Risa Ueta, Chihiro Abe, Ryosuke Ishihara, Takahito Watanabe, Sigeo Sugano, Yuriko Osakabe and Keishi Osakabe
    • Organizer
      Latest Advances in Plant Development and Environmental Response 2016, CSH - Asia Meetings
    • Place of Presentation
      ウェスティンホテル淡路(兵庫県淡路市)
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リンゴゲノムの多様性とゲノム編集による改変2016

    • Author(s)
      西谷 千佳子, 平井 徳美, 小森 貞男, 和田 雅人, 岡田 和馬, 刑部 敬史, 山本 俊哉, 刑部 祐里子
    • Organizer
      日本植物学会第80回大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県沖縄市)
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-19
    • Invited
  • [Presentation] CRISPR/Cas9によるトマトIAA9遺伝子を標的としたゲノム編集技術の確立2016

    • Author(s)
      上田 梨紗, 阿部 千尋, 石原 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
    • Organizer
      日本植物学会第80回大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県沖縄市)
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-18
  • [Presentation] ゲノム編集技術による植物環境応答能の改変2016

    • Author(s)
      刑部 祐里子, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 上田 梨紗, 石原 諒典, 篠崎 一雄, 刑部 敬史
    • Organizer
      日本ゲノム編集学会第1回大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • Year and Date
      2016-09-06 – 2016-09-07
  • [Presentation] 栽培品種トマトAilsa Craigの CRISPR/Cas9システムを用いた新育種技術開発2016

    • Author(s)
      阿部 千尋, 上田 梨紗, 石原 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
    • Organizer
      日本ゲノム編集学会第1回大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • Year and Date
      2016-09-06 – 2016-09-07
  • [Presentation] CRISPR/Cas9によるトマトIAA9遺伝子を標的としたゲノム編集技術の確立2016

    • Author(s)
      上田 梨紗, 阿部 千尋, 石原 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
    • Organizer
      日本ゲノム編集学会第1回大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • Year and Date
      2016-09-06 – 2016-09-07
  • [Book] 実験医学増刊「All Aboutゲノム編集」2016

    • Author(s)
      刑部 祐里子, 刑部 敬史
    • Total Pages
      233(104-110)
    • Publisher
      羊土社
  • [Remarks] 徳島大学生物資源産業学部生物育種生産学分野

    • URL

      http://www.plantbio.bb.tokushima-u.ac.jp

  • [Remarks] 徳島大学 教育研究者綜覧 准教授:刑部祐里子

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/289666/work-ja.html

URL: 

Published: 2018-01-16  

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