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牧草・芝草におけるゲノム編集による新たな育種技術の基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K07608
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 遺伝育種科学
研究機関宮崎大学

研究代表者

権藤 崇裕  宮崎大学, フロンティア科学総合研究センター, 助教 (10437949)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードゲノム編集 / 形質転換 / 牧草 / シバ / リグニン / 育種素材 / 遺伝子組換え / バヒアグラス / 暖地型イネ科牧草 / 不定胚
研究成果の概要

本研究は、牧草のゲノム編集技術の開発および芝草の形質転換系の確立を行った。牧草では、バヒアグラスを用いてリグニン生合成のCAD遺伝子を標的に、ベクターの一過性発現によるゲノム編集に挑戦したものの、残念ながらゲノム編集された変異体の獲得には至らなかった。次に、形質転換によるゲノム編集を試みたところ、得られた形質転換カルス44系統のうち7系統でゲノム編集が認められ(15.9 %)、再分化した変異体を獲得したことから、牧草類において、初めてゲノム編集に成功した。芝草では、コウシュンシバについてアグロバクテリウムによる効率的な形質転換系(12.5 %)を確立し、ゲノム編集による育種展開が可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ゲノム編集技術は、標的遺伝子のノックアウトおよびノックインがピンポイントで行うことができ、作物の育種技術に革新をもたらす技術として注目されている。また、外来遺伝子の挿入がない場合は、遺伝子組換えの規制対象外として、日本でも2019年度より流通・栽培が認められている。本研究で対象とする牧草・芝草は、家畜の飼料だけでなく、近年では緑化資材やバイオエネルギー作物としても着目されており、本研究でゲノム編集技術を確立することで実用的な品種育成が可能となり、世界に先駆けた牧草・芝草の育種研究が可能となることから、学術的にも産業的にも意義が高いと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 暖地型イネ科牧草類のバイオ技術 ー組織培養・遺伝子組換え技術の確立からゲノム編集技術の開発まで-2019

    • 著者名/発表者名
      権藤崇裕
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 38 ページ: 975-980

    • NAID

      40022053352

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Plant regeneration from embryogenic callus derived from shoot apices and production of transgenic plants by particle inflow gun in dwarf napier grass (<i>Pennisetum purpureum</i> Schumach.)2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Gondo, Nafiatul Umami, Melody Muguerza, Ryo Akashi
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 34 号: 3 ページ: 143-150

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.17.0623a

    • NAID

      130006124652

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] バヒアグラスにおけるリグニン生合成に関わるCAD遺伝子のゲノム編集2020

    • 著者名/発表者名
      権藤崇裕、湯浅玲奈、明石良
    • 学会等名
      日本草地学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コウシュンシバにおけるアグロバクテリウム法による遺伝子組換え系の確立2019

    • 著者名/発表者名
      牛山真里、張震、明石良、権藤崇裕
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バヒアグラス遺伝子組換え体におけるCAD遺伝子の発現抑制がPAL、COMT遺伝子の発現とリグニン含量に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      権藤崇裕・山田智仁・湯浅玲奈・明石 良
    • 学会等名
      日本草地学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 暖地型イネ科牧草類における効率的な組織培養系の確立と遺伝子組換え技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      権藤崇裕・明石 良
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Particle inflow gun-mediated transformation of embryogenic callus in dwarf napier grass (Pennisetum purpureum Schumach.)2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Gondo, Nafiatul Umami, Ryo Akashi
    • 学会等名
      Japan-China-Korea Grassland Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 暖地型イネ科牧草の新しいゲノム編集技術確立に向けた 不定胚培養法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      権藤崇裕・山田智仁・明石 良
    • 学会等名
      日本草地学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] バヒアグラスにおけるリグニン生合成に関与するCOMTおよびCAD遺伝子の単離とその解析2018

    • 著者名/発表者名
      山田智仁・権藤崇裕・明石 良
    • 学会等名
      日本草地学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-03-27  

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