| 研究課題/領域番号 |
20H02961
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 京都産業大学 |
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研究代表者 |
寺地 徹 京都産業大学, 生命科学部, 教授 (90202192)
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| 研究分担者 |
桶川 友季 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (10582439)
木村 成介 京都産業大学, 生命科学部, 教授 (40339122)
山岸 博 京都産業大学, 生命科学部, 教授 (10210345)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | 葉緑体 / 遺伝子組換え / psbA / アルビノ / タバコ / 葉緑体形質転換 / 自律複製型ベクター / 欠失変異体 / 光化学系II / マーカーフリー / 葉緑形質転換 / シャトルベクター / 形質転換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
独自に開発した、葉緑体と大腸菌の双方で複製可能な「シャトルベクター」で、タバコの形質転換体を得た。この形質転換体を多数調べたところ、葉緑体ゲノムの一部がベクターに取り込まれる例が認められた。さらにその後代では、ベクターが消失し、結果として、葉緑体遺伝子の欠失変異体が得られた。そこで本研究では、この欠失変異体を活用し、遺伝子の相補によりマーカーフリーな組換え体を得る方法を新たに開発する。また、すでに得られているpsbA遺伝子の欠失変異体を用いて、光合成の電子伝達、光損傷ならびに除草剤耐性における光化学系IIタンパク質D1の構造と機能の相関を調べる。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、psbAを欠失したアルビノタバコを材料に、psbAを相補することで白色の葉から緑色の形質転換体を作出することが可能か、またこの現象を利用して抗生物質を用いず組換え体を選抜できないかを検討することを目的とした。
これまで光化学系IIの活性測定、葉緑体タンパク質の分析、葉緑体の電子顕微鏡観察などアルビノタバコの特徴づけを行った。若い葉はpsbAを欠失しているにもかかわらず緑色であるという観察から、PSII複合体を持たなくてもクロロフィルは合成され得るという新知見を得た。また、大腸菌の菌株を工夫することで、相補実験に必須なpsbA全長を持つプラスミドを構築できることもわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我々の研究室では、タバコを実験材料に、葉緑体の遺伝子組換え系統を多数作出してきた。その中に、光合成に必要な葉緑体タンパク質（D1）をコードする、psbA遺伝子を失った系統を見出した。この系統は、葉が白色化し、光合成ができないので、培地上でしか育たない。そこでこの植物に、クローニングしたpsbA遺伝子を外から導入することで、光合成の能力を回復した組換え体を選抜できないか、実験により検討した。もしこの方法で組換え体が得られれば、以前のように、組換え体の選抜に抗生物質を使用しなくても良いので、抗生物質耐性遺伝子を持たないマーカーフリーな植物を作出でき、組換え作物への懸念のひとつを払拭できる。
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