TILLING 法を用いたダイズ脂肪酸組成の代謝工学的改良

• 研究課題/領域番号: 22580006
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 穴井 豊昭 佐賀大学, 農学部, 准教授 (70261774)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 突然変異 / 逆遺伝学 / ダイズ / TILLING / 脂肪酸 / 突然変異体 / TILLING法

研究概要

本研究では、ゲノム情報に基づいた新たな植物改良法として近年注目を集めている逆遺伝学的なスクリーニング法の一つであるTILLING法を用いて、ダイズの貯蔵脂質の脂肪酸代謝に関与すると考えられる標的遺伝子を破壊した新規突然変異系統の単離と、得られた突然変異系統を組み合わせて、ダイズ貯蔵脂質中の脂肪酸組成を代謝工学的に改良することを目的とした。その結果、アシル-ACPチオエステラーゼやステアロイル-ACP不飽和化酵素、小胞体型ω-3不飽和化酵素をコードする遺伝子に変異を生じた新たなダイズ突然変異系統の単離に成功した他、複数の突然変異系統間での交雑により、遺伝子組換え技術を利用することなく80%以上の超高オレイン酸含量や1.5%の超低リノレン酸含量の油脂を生産するダイズ系統の作出が可能であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 2013 年 Genetic Variation in Soybean at the Maturity Locus E4 Is Involved in Adaptation to Long Days at High Latitudes Agronomy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsubokura, H. Matsumura, M. Xu, B. Liu, H. Nakashima, T. Anai, F. Kong, X. Yuan, H. Kanamori, Y. Katayose, R. Takahashi, K. Harada and J. Abe
  • 雑誌名: Agronomy 巻: 3 号: 1 ページ: 117-134
  • DOI: 10.3390/agronomy3010117
  • 査読あり
• [雑誌論文] The National BioResource Project (NBRP) Lotus and Glycine in Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi M, Abe J, Aoki T, Anai T, Suzuki A, Akashi R
  • 雑誌名: Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 61 号: 5 ページ: 453-461
  • DOI: 10.1270/jsbbs.61.453
  • NAID: 130004057126
  • ISSN: 1344-7610, 1347-3735
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2012 年 Positional cloning and characterization reveal the molecular basis for soybean maturity locus E1, which regulates photoperiodic flowering (2012)
  • 著者名/発表者名: Z. Xia, S. Watanabe, T. Yamada, Y. Tsubokura, H. Nakashima, H. Zhai, T. Anai, S. Sato, T. Yamazaki, S. Lu, H. Wu, S. Tabata and K. Harada
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 109 号: 32 ページ: 2155-2164
  • DOI: 10.1073/pnas.1117982109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential of a mutant-based reverse genetic approach for functional genomics and molecular breeding in soybean (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Anai
  • 雑誌名: Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 61 号: 5 ページ: 462-467
  • DOI: 10.1270/jsbbs.61.462
  • NAID: 130004057127
  • ISSN: 1344-7610, 1347-3735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characterization of two high-palmitic-acid mutant loci induced by X-ray irradiation in soybean (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Anai*, T. Hoshino, N. Imai and Y. Takagi
  • 雑誌名: Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 61 号: 5 ページ: 631-638
  • DOI: 10.1270/jsbbs.61.631
  • NAID: 130004057143
  • ISSN: 1344-7610, 1347-3735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positional cloning and characterization reveal the molecular basis for soybean maturity locus E1, which regulates photoperiodic flowering (2012)
  • 著者名/発表者名: Z.Xia, S.Watanabe, T.Yamada, Y.Tsubokura, H.Nakashima, H.Zhai, T.Anai. S.Sato, T.Yamazaki, S.Lu, H.Wu, S.Tabata, K.Harada
  • 雑誌名: Natl.Acad.Sci.USA 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2011 年 Molecular characterization and marker development of mid-oleic-acid mutant M23 for the development of high-oleic cultivars of soybean (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hoshino, N. Kawashita, Y. Takagi and T. Anai
  • 雑誌名: Plant Breeding 巻: 130 号: 5 ページ: 544-550
  • DOI: 10.1111/j.1439-0523.2011.01871.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2011 年 A map-based cloning strategy employing a residual heterozygous line reveals that the GIGANTEA gene is involved in soybean maturity and flowering (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, Z. Xia, R. Hideshima, Y. Tsubokura, S. Sato, N. Yamanaka, R. Takahashi, T. Anai, S. Tabata, K. Kitamura, K. Harada
  • 雑誌名: Genetics 巻: 188 号: 4 ページ: 395-407
  • DOI: 10.1534/genetics.108.098772
  • 査読あり
• [雑誌論文] A mapbased cloning strategy employing a residual heterozygous line reveals that the GIGANTEA gene is involved in soybean maturity and flowering (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Watanabe, Z.Xia, R.Hideshima, Y.Tsubokura, S.Sato, N.Yamanaka, R.Takahashi, T.Anai, S.Tabata, K.Kitamura, K.Harada
  • 雑誌名: Genetics 巻: 188 号: 2 ページ: 395-407
  • DOI: 10.1534/genetics.110.125062
  • 査読あり
• [雑誌論文] A map-based cloning strategy employing a residual heterozygous line reveals that the GIGANTEA gene is involved in soybean maturity and flowering. (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Watanabe, Z.Xia, R.Hideshima, Y.Tsubokura, S.Sato, N.Yamanaka, R.Takahashi, T.Anai, S.Tabata, K.Kitamura, K.Harada
  • 雑誌名: Genetics 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2010 年 Phylogenetic relationships of Citrus and its relatives based on rbcL gene sequences (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Penjor, T. Anai, Y. Nagano, R. Matsumoto, M. Yamamoto
  • 雑誌名: Tree Genetics and Genomes 巻: 6 号: 6 ページ: 931-939
  • DOI: 10.1007/s11295-010-0302-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Agrobacterium-Mediated Transformation of Euphorbia tirucalli Callus (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Uchida, H. Yamashita, T. Anai, T. Muranaka, K. Ohyama
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 74 号: 4 ページ: 851-853
  • DOI: 10.1271/bbb.90783
  • NAID: 10027554214
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel GmFAD2-1b mutant alleles created by reverse genetics induce marked elevation of oleic acid content in soybean seeds in combination with GmFAD2-1a mutant alleles (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hoshino, Y. Takagi, T. Anai
  • 雑誌名: Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 60 号: 4 ページ: 419-425
  • DOI: 10.1270/jsbbs.60.419
  • NAID: 130004146252
  • ISSN: 1344-7610, 1347-3735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel GmFAD2-1b mutant alleles created by reverse genetics induce drastic elevation of oleic acid content in soybean seeds in combination with GmFAD2-1a mutant alleles. (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hoshino, Y.Takagi, T.Anai
  • 雑誌名: Breeding Science 巻: 60 ページ: 419-425
  • 査読あり
• [雑誌論文] Agrobacterium-mediated transformation of Euphorbia tirucalli callus. (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida, H.Yamashita, T.Anai, T.Muranaka, K.Ohyama
  • 雑誌名: Bioscience.Biotechnol.Biochem 巻: 74 ページ: 851-853
  • NAID: 10027554214
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogenetic relationships of Citrus and its relatives based on rbcL gene sequences. (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Penjor, T.Anai, Y.Nagano, R.Matsumoto, M.Yamamoto
  • 雑誌名: Tree Genet.Genomes 巻: 6 ページ: 931-939
  • 査読あり
• [学会発表] Soybean Mutant Resource for Reverse Genetic Study (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Anai
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会シンポジウム
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Soybean mutant resource for reverse genetic study (2012)
  • 著者名/発表者名: Toyoaki Anai
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] ダイズ突然変異リソースの開発と利用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 穴井豊昭
  • 学会等名: 日本遺伝学会第84回大会ワークショップ
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] ダイズ変異体ライブラリーの作出と利用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 穴井豊昭
  • 学会等名: 日本育種学会第122回講演会シンポジウム
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] ILLING法に利用できるダイズ突然変異体リソース (2011)
  • 著者名/発表者名: 穴井豊昭
  • 学会等名: 日本植物分子細胞生物学会第29回大会シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] TILLING法に利用できるダイス突然変異体リソース (2011)
  • 著者名/発表者名: 穴井豊昭
  • 学会等名: 第29回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] X線により誘発されたダイズ脂肪酸突然変異体におけるDNA変異形態の特徴 (2010)
  • 著者名/発表者名: 星野友紀、川下宣久、高木胖、穴井豊昭
  • 学会等名: 育種学研究12(別2)
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] ダイズの矮性突然変異遺伝子についての解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 穴井豊昭、北原阿子
  • 学会等名: 育種学研究12(別2)
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 2010年 TILLING法を用いたダイズ品種「フクユタカ」からのFT3変異体の単離 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西美友紀、木下剛仁、穴井豊昭、中島寿亀
  • 学会等名: 育種学研究12(別2)
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] X線により誘発されたダイズ脂肪酸突然変異体におけるDNA変異形態の特徴 (2010)
  • 著者名/発表者名: 星野友紀、川下宣久、高木胖、穴井豊昭
  • 学会等名: 日本育種学会第118回講演会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] ダイズの矮性突然変異遺伝子についての解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 穴井豊昭、北原阿子
  • 学会等名: 日本育種学会第118回講演会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] TILLING法を用いたダイズ品種「フクユタカ」からのFT3突然変異体の単離 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西美友紀、木下剛仁、穴井豊昭、中島寿亀
  • 学会等名: 日本育種学会第118回講演会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [図書] 2012年 Development of novel fatty acid composition in soybean oil through induced mutation (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takagi, T. Anai, H. Nakagawa
  • 出版者: CABI Publishers
• [図書] Development of novel fatty acid composition in soybean oil through induced mutation (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Takagi, T.Anai, H.Nakagawa
  • 出版者: IAEA Publication Series(in press)
• [図書] 2011 年 Mutation breeding of soybean in Japan. Breeding of Pulse Crops (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nakagawa, T. Anai, A. Okabe, K. Takahashi, M. Hajika, Y. Takagi
  • 出版者: Kalyani Publishers
• [図書] 植物生理化学研究と遺伝子解析法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星野友紀, 穴井豊昭
  • 出版者: 大学教育出版
• [図書] 2011 年 Positional cloning of the responsible genes for maturity loci E1, E2 and E3 in soybean (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Harada, S. Watanabe, Z. Xia, Y. Tsubokura, N. Yamanaka, T. Anai
  • 出版者: InTech Publishers
• [図書] 最新植物生理化学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星野友紀, 穴井豊昭
  • 出版者: 大学教育出版
• [図書] Soybean (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Harada, S.Watanabe, Z.Xia, Y.Tsubokura, N.Yamanaka, T.Anai
  • 出版者: InTech Publishers
• [図書] Breeding of Pulse Crops (2010)
  • 著者名/発表者名: Mutation breeding of soybean in Japan.
  • 総ページ数: 249
  • 出版者: Kalyani Publishers