| 研究課題/領域番号 |
19K05970
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39010:遺伝育種科学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
島谷 善平 神戸大学, 先端バイオ工学研究センター, 部局研究員 (30574701)
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| 研究分担者 |
寺田 理枝 名城大学, 農学部, 教授 (30137799)
犬飼 義明 名古屋大学, 農学国際教育研究センター, 教授 (20377790)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 植物育種 / ゲノム編集 / 根系形成機構 / ノックイン / SDN-3 / イネ根系改良 / ノックイン改変 / イネ / 根圏形成 / 乾燥耐性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題は、イネの冠根形成の制御遺伝子と予測されるOsIAA27の機能解析を目的とし、遺伝子ターゲティングを応用することで、ゲノム編集による標的塩基置換とノックインの二重改変を同時に行う。OsIAA27タンパク質にアミノ酸置換を生じる変異を導入してプロテアーゼ分解への耐性を付与し、同時に蛍光タンパク質を発現するEGFPをインフレームで連結することで、標的タンパク質挙動をバイオイメージ化して追跡できるイネを作製する。これにより、変異タンパク質の局在変化と根系の表現型変異を時系列で追跡し、精密な機能解析を実施する。得られる知見は作物の乾燥耐性化に応用でき、今後の食料安全保障に貢献すると期待する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、イネのオーキシンシグナル伝達にて主要な働きを担うOsIAA27タンパク質に分解遅延型変異を導入し、さらに可視化することで、イネ根系形成の分子機構を解析するとともに、根系を改良した新規有用系統の作出を目指した。まず、ノックイン改変型遺伝子ターゲティングベクターを構築し、OsIAA27にEGFP遺伝子が融合したノックイン改変体改変型OsIAA27を持つイネ系統の作出に成功した。これら系統について、EGFP蛍光を指標にOsIAA27タンパク質の時空間的挙動を解析した結果、OsIAA27はイネの冠根基部の細胞核に集積することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
世界人口の増加に対し、世界規模での急激な気候変動により耕作可能面積の減少が進行している。そのため、環境変動に強い作物品種の開発と、その工程を迅速化する植物育種技術の開発が喫緊の課題である。近年は、新規技術により植物育種の効率化が進むが、植物体地上部の遺伝的改良が主流であり、地下部（根系）改良の成果は乏しい。その理由は、地下部組織の機能評価は可視化困難で、根系形成機構の遺伝的制御の情報が非常に少ない事にある。本研究の成果は、イネの根系形成の分子機構解明に貢献し、その成果を新規品種開発に迅速に反映できる新規技術の確立に繋がるものである。
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