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ウイルスベクターを用いた針葉樹における遺伝子ノックアウト法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K06154
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

小長谷 賢一  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 森林バイオ研究センター, 主任研究員 等 (30582762)

研究分担者 七里 吉彦  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 森林バイオ研究センター, 主任研究員 等 (80461292)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードリンゴ小球形潜在ウイルス / ルシフェラーゼ / NPBT / ゲノム編集 / スギ / ALSV / 無花粉 / ウイルスベクター / 花粉症
研究開始時の研究の概要

ウイルスベクターは遺伝子の運搬体(ベクター)として植物ウイルスを用い、その感染力を利用して目的遺伝子を植物体内で発現できる系として、遺伝子の機能解析や形質の改変等に広く利用されている。本研究では、ウイルスベクターを用いてゲノム上の任意の塩基配列を切断するDNA切断酵素を針葉樹で発現させ、狙った遺伝子を破壊する遺伝子ノックアウト法の新技術を開発する。スギを針葉樹のモデルとし、花粉形成に関与する遺伝子を破壊することで、既に開発・普及している成長や材質形質に優れるスギの有用品種を遺伝子組換えすることなく、迅速に無花粉化させる技術へ展開させることを目標とする。

研究成果の概要

本研究では、スギに感染するウイルスをベクター(遺伝子の運搬体)として用い、植物体内でDNA切断酵素を発現させることで、遺伝子組換えを経ることなくゲノム編集する技術を開発することを目的とする。DNA切断酵素として制限酵素I-SceIを用い、その認識配列により不活化させた発光酵素遺伝子を標的とした実験系によりゲノム編集を評価した。その結果、ウイルスベクター接種により宿主のDNAがゲノム編集される可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ゲノム編集植物を社会実装するためには、現在主流の遺伝子組換えを介した手法では交配等により外来遺伝子を除去する必要があるため、育種に時間を要する林木においては遺伝子組換えを介さない手法が求められている。一過的な発現が可能なウイルスベクターの利用により外来遺伝子を含まないゲノム編集林木が迅速に作出できる可能性がある。また、一過的な遺伝子発現が可能なことから、遺伝子組換えが困難な林木の遺伝子の機能解析にも活用でき、分子遺伝学的進展も期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Novel Functional Analysis for Pathogenic Proteins of Bursaphelenchus xylophilus in Pine Seed Embryos Using a Virus Vector.2022

    • 著者名/発表者名
      Haru Kirino, Ken-ichi Konagaya, Ryoji Shinya
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 13 ページ: 872076-872076

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.872076

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A protocol for <i>Agrobacterium</i>-mediated transformation of Japanese cedar, Sugi (<i>Cryptomeria japonica</i> D. Don) using embryogenic tissue explants2020

    • 著者名/発表者名
      Konagaya Ken-ichi、Nanasato Yoshihiko、Taniguchi Toru
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 37 号: 2 ページ: 147-156

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.20.0131a

    • NAID

      130007864087

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2020-06-25
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Somatic embryogenesis in artificially pollinated seed families of 2nd generation plus trees and cryopreservation of embryogenic tissue in <i>Cryptomeria japonica</i> D. Don (Sugi)2020

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Toru、Konagaya Ken-ichi、Nanasato Yoshihiko
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 37 号: 2 ページ: 239-245

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.20.0220a

    • NAID

      130007864079

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2020-06-25
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Molecular mimicry: the parasitic strategy of the pine wood nematode Bursaphelenchus xylophilus.2021

    • 著者名/発表者名
      KIRINO Haru, YOSHIMOTO Kohki, KONAGAYA Ken-ichi, SHINYA Ryoji
    • 学会等名
      International Symposium IUFRO on Pine Wilt Disease
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 塩基編集技術による除草剤耐性スギ(Cryptomeria japonica D. Don)細胞系統の作出2021

    • 著者名/発表者名
      七里吉彦、小長谷賢一、上野真義、遠藤真咲、谷口亨
    • 学会等名
      第38回日本植物バイオテクノロジー学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ウイルスベクターを用いたスギにおける花粉形成関連遺伝子のノックダウン解析2019

    • 著者名/発表者名
      小長谷賢一、吉川信幸、谷口亨
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会(京都)大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マツノザイセンチュウ分泌タンパク質に関するクロマツ胚を用いた機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      桐野巴瑠、吉本光希、小長谷 賢一、新屋良治
    • 学会等名
      2019年度日本線虫学会第27回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] ひとりではじめる植物バイオテクノロジー入門 組織培養からゲノム編集まで2022

    • 著者名/発表者名
      小長谷賢一、七里吉彦(編:田部井豊、七里吉彦、三柴啓一郎、安本周平)
    • 総ページ数
      413
    • 出版者
      国際文献社
    • ISBN
      9784910603032
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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