| 研究課題/領域番号 |
20K21317
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分39:生産環境農学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
岡本 龍史 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (50285095)
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| 研究分担者 |
石井 孝佳 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 准教授 (80823880)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 交雑受精卵 / 細胞質置換 / 細胞質雑種 / C4型光合成 / C3型光合成 / コムギ / トウモロコシ / パールミレット / 交雑 / イネ / in vitro 受精 / 細胞質ゲノム / 核ゲノム / 受精卵 / 染色体 / 光合成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
交雑細胞内では異なる二つの種に由来する核ゲノムと細胞内小器官が一つの細胞内に共存することになり、通常このような状態を維持したままその細胞が増殖することはなく、ゲノム（染色体）や細胞内小器官の脱落が生じる。本研究では、C4型光合成を行うトウモロコシとC3型光合成を行うコムギまたはイネの配偶子を任意の組み合わせでin vitro受精させることで、様々な組み合わせの交雑受精卵を作出し、それら交雑受精卵の発生過程で生じるゲノムや細胞内小器官の脱落機構を解明することを第一の目的とする。さらにはその脱落機構を制御することで、C4光合成細胞質置換コムギやイネの創出に向けて研究を遂行する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、C4型光合成を行うトウモロコシおよびパールミレットとC3型光合成を行うコムギの配偶子を、任意の組み合わせで顕微受精することで様々な組み合わせの交雑受精卵を作出し、コムギ核C4光合成細胞質雑種・置換植物を創出することを目的として研究を遂行した。
トウモロコシ-コムギ、およびパールミレット-コムギ間の異質倍数性交雑受精卵は発生・増殖・再分化し、植物体にまで成長した個体が得られた。交雑植物の形態はコムギと同様であった。また倍数性解析の結果より、これらの交雑植物のゲノムサイズがコムギとほぼ一致していたことから、それら交雑植物は、C3細胞質とC4細胞質の細胞質雑種コムギであることが推定された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
核と細胞内小器官（細胞質）との間には密接な情報と物質のやり取りがあり、これらの相互作用の上に真核細胞の存在がある。本研究の核心は、異種の配偶子を融合させることで異なる種の核と細胞内小器官を一つの細胞に共存させ、異種間の核－細胞内小器官の関係性を浮かび上がらせる点にある。本研究では、新たな核－細胞内小器官の組み合わせをもつ細胞の作出に成功し、異種間の核－細胞質の相互作用解析への礎を築いた。また、「核ゲノムと細胞内小器官（細胞質）の人為的組み合わせによる植物の新形質」という観点から考えた際には、「C3型光合成を行うコムギ細胞質のC4型光合成への置換」に向けた大きな一歩といえる。
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