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オオムギの形質転換効率に関わる遺伝子座の特定と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K18634
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 遺伝育種科学
研究機関岡山大学

研究代表者

久野 裕  岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70415454)

研究協力者 佐藤 和広  岡大植物研
宗森 広美  岡大植物研
新海 典夫  産総研
瀬々 潤  産総研
豊田 敦  遺伝研
関 真秀  東大新領域
鈴木 穣  東大新領域
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードオオムギ / 形質転換 / 再分化 / カルス化 / カルス / 準同質遺伝子系統 / QTLマッピング / DNAマーカー / 育種学 / 遺伝学
研究成果の概要

本研究では、遺伝子型の制限無く形質転換を可能にするため、オオムギの形質転換効率に関わる遺伝子座TFA(Transformation amenability)の原因遺伝子の絞り込みを試みた。初めに、SNPsアレイ解析やExome解析を行い、TFAを選抜するためのマーカーを作成した。それらのマーカーを利用して、オオムギ品種「Haruna Nijo」と「Golden Promise」(GP)の交雑に由来するTFAの準同質遺伝子系統を作成した。続いて、オオムギ品種「Full Pint」とGPの交雑由来倍加半数体系統を用いて形質転換実験を行い、TFAが形質転換に必要であることを証明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、オオムギの形質転換効率に関わる遺伝子座TFAの機能の確認、領域の絞り込みおよび領域内に存在する発現遺伝子の確認をすることができた。今後、TFAの原因遺伝子を単離して、それらを制御することにより、多くのオオムギ品種で形質転換が可能となる。このことにより、効率よくオオムギの有用遺伝子の機能解析が可能となり、植物育種への利用も期待できる。本成果は、ゲノム編集等のオオムギ遺伝子改変技術への応用のみならず、他の近縁作物へ適用可能と考えられ、植物科学全体の発展に貢献するであろう。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] Washington State University/Oregon State University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The Sainsbury Laboratory(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Estacion Experimental de Aula Dei(スペイン)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Imaging Amyloplasts in the Developing Endosperm of Barley and Rice.2019

    • 著者名/発表者名
      Matsushima, R., Hisano, H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 3745-3745

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40424-w

    • NAID

      120006777518

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Agrobacterium tumefaciens Enhances Biosynthesis of Two Distinct Auxins in the Formation of Crown Galls2019

    • 著者名/発表者名
      Mashiguchi Kiyoshi、Hisano Hiroshi、Takeda-Kamiya Noriko、Takebayashi Yumiko、Ariizumi Tohru、Gao Yangbin、Ezura Hiroshi、Sato Kazuhiro、Zhao Yunde、Hayashi Ken-ichiro、Kasahara Hiroyuki
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 60 号: 1 ページ: 29-37

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy182

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Selection of transformation-efficient barley genotypes based on TFA (transformation amenability) haplotype and higher resolution mapping of the TFA loci2017

    • 著者名/発表者名
      Hisano, H., Meints, B., Moscou, M.J., Cistue, L., Echávarri, B., Sato, K. and Hayes, P.M.
    • 雑誌名

      Plant Cell Reports

      巻: 36 号: 4 ページ: 611-620

    • DOI

      10.1007/s00299-017-2107-2

    • NAID

      120006425838

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Genomic regions responsible for amenability to Agrobacterium-mediated transformation in barley2016

    • 著者名/発表者名
      Hisano, H. and Sato, K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 37505-37505

    • DOI

      10.1038/srep37505

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Identification and application of TFA genomic regions that confer transformation amenability in barley.2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hisano, Hiromi Munemori, Kazuhiro Sato
    • 学会等名
      2nd International Barley Mutant Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 品種の壁を越える:オオムギの形質転換や再分化を可能にするゲノム領域の同定2018

    • 著者名/発表者名
      久野 裕
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 幹細胞化関連遺伝子を過剰発現する形質転換オオムギカルスにおいて発現変動する遺伝子の検出2018

    • 著者名/発表者名
      久野裕・宗森広美・関真秀・鈴木穣・佐藤和広.
    • 学会等名
      第13回ムギ類研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 幹細胞化関連遺伝子を過剰発現するオオムギカルスにおける網羅的遺伝子発現解析2018

    • 著者名/発表者名
      久野裕・宗森広美・関真秀・鈴木穣・佐藤和広
    • 学会等名
      第10回中国地域育種談話会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] オオムギの遺伝子改変技術の現状と将来展望2018

    • 著者名/発表者名
      久野裕
    • 学会等名
      第1 回オオムギ資源開発研究セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 形質転換能遺伝子座に関わるオオムギ準同質遺伝子系統の開発2018

    • 著者名/発表者名
      久野 裕・宗森 広美・佐藤 和広
    • 学会等名
      日本育種学会第133回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] オオムギの形質転換効率に関わる遺伝子単離に向けたDNAマーカー開発2017

    • 著者名/発表者名
      久野 裕・宗森 広美・元井 由加・新海 典夫・瀬々 潤・豊田 敦・佐藤 和広
    • 学会等名
      日本育種学会第131回講演会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of TFA genomic regions that confer amenability to Agrobacterium-mediated transformation in barley2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hisano
    • 学会等名
      PAGXXV2017 (Plant and Animal Genome)
    • 発表場所
      San Diego, CA, U.S.A.
    • 年月日
      2017-01-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TFA genomic regions confer amenability to Agrobacterium-mediated transformation in barley2017

    • 著者名/発表者名
      Hisano, H. and Sato K.
    • 学会等名
      PAGXXV2017 (Plant and Animal Genome)
    • 発表場所
      San Diego, CA, U.S.A.
    • 年月日
      2017-01-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 品種の壁を越える: オオムギの形質転換に必要なゲノム領域の探索と利用2017

    • 著者名/発表者名
      久野 裕
    • 学会等名
      第35回日本植物細胞分子生物学会(さいたま)大会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Baby boom1 ならびに Wuschel2 に制御されるオオムギ遺伝子の単離2017

    • 著者名/発表者名
      久野 裕・宗森 広美・西村 秀希・佐藤 和広
    • 学会等名
      日本育種学会第132回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] オオムギの形質転換効率に関する遺伝学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      久野裕・宗森広美・元井由加・佐藤和広
    • 学会等名
      第9回中国地域育種談話会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] オオムギの形質転換能に関わるゲノム領域の同定2017

    • 著者名/発表者名
      久野 裕・Patrick M. Hayes・佐藤 和広
    • 学会等名
      第40回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 品種の壁を越える:オオムギの形質転換効率に関わる遺伝子座の同定とその利用2017

    • 著者名/発表者名
      久野 裕
    • 学会等名
      第12回ムギ類研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 形質転換可能なオオムギ系統を作る方法2016

    • 著者名/発表者名
      久野 裕・安東 広美・元井 由加・Patrick M. Hayes・佐藤 和広
    • 学会等名
      日本育種学会第130回講演会
    • 発表場所
      鳥取市
    • 年月日
      2016-09-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] オオムギの形質転換効率に関わるゲノム領域の特定2016

    • 著者名/発表者名
      久野 裕・安東 広美・元井 由加・佐藤 和広
    • 学会等名
      第34回日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      上田市
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of the genomic region responding to amenability of Agrobacterium-mediated transformation in barley2016

    • 著者名/発表者名
      Hisano, H., Motoi, Y. and Sato K.
    • 学会等名
      12th International Barley Genetics Symposium
    • 発表場所
      Minneapolis, MN, U.S.A.
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 岡山大学資源植物科学研究所 作物イノベーション研究チーム -オオムギ遺伝子改変班-

    • URL

      http://www.rib.okayama-u.ac.jp/bgm/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 形質転換感受性のオオムギの作出方法2017

    • 発明者名
      佐藤和広、久野裕
    • 権利者名
      佐藤和広、久野裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 形質転換感受性のオオムギの作出方法2016

    • 発明者名
      佐藤和広、久野裕
    • 権利者名
      佐藤和広、久野裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-06-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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