| 研究課題/領域番号 |
20K05975
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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 | 吉備国際大学 |
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研究代表者 |
桧原 健一郎 吉備国際大学, 農学部, 准教授 (10595713)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | イネ / 胚発生 / 胚乳発生 / 細胞死 / 胚サイズ / 有胚乳種子 / シトクロムP450 / 巨大胚 / 胚－胚乳間相互作用 / 突然変異体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、有胚乳種子中の胚/胚乳比率制御の包括的な理解に向けて、イネ巨大胚変異体（ge変異体）に着目し、(1)LMD (Laser Microdissection)法による胚巨大化に応答して胚盤組織特異的に発現変動する遺伝子の特定、(2)ge変異体の亢進、抑圧変異体の同定・機能解析、という２つのアプローチから解析を実施し、胚ー胚乳間相互作用に関与すると考えられる胚盤組織の役割、巨大胚を引き起こす胚側因子やそのシグナル伝達経路に関わる分子の特定を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題から以下の3つの成果が得られた。（１）LMD法を用いた発現解析から胚が大きくなるge変異体の胚盤で特異的に発現変動する遺伝子群を同定した。（２）NGS解析、相補性試験ならびにゲノム編集を利用した遺伝子欠損変異体の作成・観察から胚盤を欠損するapd1変異体の原因遺伝子はビオチンを効果的に利用するために必要な酵素であることが明らかとなった。（３）巨大胚の表現型を抑圧する5系統のges変異体の表現型解析やNGS解析を実施し、ges1とges2の原因遺伝子がそれぞれ転写因子様タンパク質、トランスポーター様タンパク質をコードすることを明らかとした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イネ種子において、食用とされる部分は胚乳であるが、胚にはGABAやビタミン類など胚乳に含まれない栄養分や油脂成分が多く含まれるため、胚/胚乳比率の改変は、穀物の栄養成分の増減など様々な応用の可能性を秘めている。今回の解析では胚/胚乳比率の制御機構において胚側要因に着目し、胚乳と接する胚盤形成に関与する因子やGEタンパク質が作用する代謝経路や基質に関与する可能性がある因子を特定することができた。本研究でこれまでは発見されていなかった胚/胚乳比率における胚側要因を複数同定することができたが、これら因子の機能、役割についてはさらに研究を進める必要がある。
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