| Project/Area Number |
21KK0110
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Japan International Research Center for Agricultural Sciences (2022-2023)
Institute of Physical and Chemical Research (2021) |
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Principal Investigator |
徳永 浩樹 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 熱帯・島嶼研究拠点, 任期付研究員 (30768479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
湊 菜未 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60843430)
キム オッキョン 東京農業大学, 農学部, 助教 (60737112)
関 原明 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (80281624)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | キャッサバ / キャッサバモザイク病 / 熱帯作物 / 東南アジア / Cassava mosaic virus |
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| Outline of Research at the Start |
キャッサバは熱帯・亜熱帯地域で栽培される塊根作物である。キャッサバモザイク病 (CMD) は世界の作物病害のうち最も深刻なウイルス病の一つであり、生育を著しく抑制し収量を大きく減少させる。近年東南アジアにモザイクウイルスが侵入して深刻な被害を及ぼしている。本研究ではベトナム農業遺伝学研究所及びベトナムのフンロック農業研究センターと共同で、CMD抵抗性品種開発の為の基盤技術を確立する。CMD抵抗性を評価する方法を定め、DNAマーカー選抜及びゲノム編集の2つの分子育種戦略を立てる。抵抗性遺伝子の有効性を評価して、CMD抵抗性を付与する効率的かつ実用的な技術構築を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年東南アジアではSri Lankan cassava mosaic virus (SLCMV) によるキャッサバモザイク病 (CMD)が甚大な被害をもたらしている。本研究ではアジアのキャッサバ普及品種にCMD抵抗性を効率的に付与する手法として(1) ゲノム編集技術と(2) DNAマーカーを利用した育種選抜技術の開発を国際共同研究で進めている。
1) ゲノム編集技術のターゲット候補として、他の植物でベゴモウイルスに対する抵抗性に関わることが知られるMRDK遺伝子（仮称）の機能解析を実施している。SLCMV感染性クローンをアグロインフィルトレーション法によりベンサミアナタバコに導入すると、接種葉より上部の葉において葉巻等の病徴やSLCMVのDNA-AおよびDNA-Bが検出される。一方、感染性クローンの接種3日前に、キャッサバのMRDK遺伝子の一過的発現ベクターを先行接種すると病徴やウイルスDNAの蓄積が軽減されたことから、MRDK遺伝子はSLCMVの全身感染に伴う病徴を抑制する機能を持つことが示唆された。現在、ベトナム遺伝学研究所 (AGI)と共同で候補遺伝子を35Sプロモーター下流で発現させた形質転換キャッサバを作出している。シロイヌナズナ又はキャッサバのMRDK遺伝子及び一部アミノ置換型を含めた4種類のベクターの形質転換を得た。
2) CMD抵抗性にDNAポリメラーゼのサブユニットの一つPOLD1が関わることが示唆された。現在ベトナムに導入されている複数のCMD抵抗性系統についてPOLD1遺伝子の配列を確認したところ、2タイプのアミノ酸変異のうちいずれかを持っていた為、それら変異アリルを識別するDNAマーカーを設計した。抵抗性系統と感受性系統の交配後代60個体についてDNAマーカーにより遺伝型の判別及び圃場でのCMD病徴の発生を調査して開発したマーカーの有効性を確認した。
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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
令和4年度途中に研究代表者が所属機関を異動したことに伴い、ベトナムの研究機関も含めた5機関の共同研究契約の変更やキャッサバ研究材料の移転に関してのsMTAの締結やキャッサバ品種の移転にに時間を要した為、ゲノム編集技術の開発に遅れが生じている。一方、MRDK遺伝子の機能解析については新潟大とベトナム遺伝学研究所が概ね計画どおりに進めている。CMD抵抗性のDNAマーカーについては開発及び有効性の確認が当初の計画以上に早く進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度提出した計画から概ね変更はないが、CMD抵抗性の評価およびスクリーニング方法の確立について下記の追加点がある。SLCMVの接種法を検討して、SLCMV感染性クローンを用いた接種法が有効であることが分かってきたが、新潟大で用いているSLCMVはカンボジアで広まっているSLCMVである。現在ベトナムでの材料移転についてのABS手続き次第であるが（現在確認中）、令和6年度改めてベトナム 国内で感染株の採取してベトナム由来のSLCMVの感染用ベクターを作製する計画である。
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