| Project/Area Number |
23K23656
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| Project/Area Number (Other) |
22H02391 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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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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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
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| Keywords | 特化代謝物 / 生合成経路 / 遺伝子組換え / Eucalyptus camaldulensis / アルミニウム過剰害 / 二次代謝 / 特化代謝産物 / 酸性土壌 |
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| Outline of Research at the Start |
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。申請者らは、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草本モデル植物や大腸菌で生産させ、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。
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| Outline of Annual Research Achievements |
加水分解性タンニン生合成の第3段階以降の反応を触媒する酵素の候補遺伝子がトランスクリプトーム解析によって20個程度が選び出されている。ベンサミアナタバコの葉で候補遺伝子を一過的に発現させ、候補遺伝子がコードするタンパク質を生産させた。このタンパク質と、昨年度単離・精製したタンニン生合成の基質を用いて酵素反応試験を開始した。今後、酵素反応試験の結果をもとに、候補遺伝子をさらに絞り込み、ゲノム編集で破壊する候補遺伝子を決定する。
毛状根を利用した迅速なユーカリの形質転換法の確立を目指して、Rhizobium属細菌国内株を7株、国外株1株（ATCC15834）をユーカリの実生胚軸に接種した。国外株を接種した胚軸から発生した不定根からはPCR法によりRhizobium属細菌由来のRolB遺伝子が検出され、毛状根が形成されたことを確認した。一方、国内株7株を接種した場合は、不定根は発生したものの、毛状根の形成は確認できなかった。さらに、バイナリーベクターを導入した国外株を胚軸に感染させ、形質転換毛状根の作成を試みた。カナマイシンを加えた培地で選抜された不定根では、RolB遺伝子とバイナリーベクター由来のカナマイシン耐性遺伝子が検出され、形質転換毛状根の作成に成功した。今後、ゲノム編集用のバイナリーベクターを構築し、毛状根形質転換系を用いて、タンニンの生合成に関わる候補遺伝子を破壊したユーカリ毛状根を作成する。
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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を開始した。また、迅速にユーカリの遺伝子組換え体を得るために、毛状根形質転換系を確立できたので、「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 |
今後、加水分解性タンニン生合成に関わる候補遺伝子をゲノム編集によって破壊したユーカリ毛状根の作成を試みる。
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