研究課題/領域番号 |
22H02347
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研究種目 |
基盤研究(B)
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配分区分 | 補助金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分39040:植物保護科学関連
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研究機関 | 京都大学 |
研究代表者 |
岩上 哲史 京都大学, 農学研究科, 助教 (00761107)
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研究分担者 |
権藤 崇裕 宮崎大学, フロンティア科学総合研究センター, 助教 (10437949)
赤木 剛士 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (50611919)
宮下 正弘 京都大学, 農学研究科, 准教授 (80324664)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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キーワード | タイヌビエ / 抵抗性 / 雑草 / 解毒代謝 / 除草剤 / P450 / 形質転換 |
研究開始時の研究の概要 |
除草剤の解毒代謝能が向上した雑草は多様な除草剤に抵抗性を示すことが多く、食料生産の脅威となる。申請者は強害雑草タイヌビエの多剤抵抗性を解析し、多様な除草剤を解毒代謝する3種のシトクロムP450の一斉高発現が多剤抵抗性を引き起こすことを明らかにしている。本研究では、ゲノム解読と合わせて一斉制御の原因となるDNA変異を同定するとともに、タイヌビエ形質転換系を新たに確立し、機能解析実験から除草剤解毒代謝遺伝子の一斉制御機構を解明する。さらにこの制御系の植物における本来の機能を明らかにして、多剤抵抗性発現の本質的な理解を目指す。
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研究実績の概要 |
(1)タイヌビエゲノムの解読について、これまでの研究でシーケンス自体は完了していたものの、アセンブルについて改善の必要があった。ダウンサンプリングや交雑後代のddRADリードを利用してscafoldingし、大部分の染色体についてテロメア・トゥ・テロメアレベルの精度で解読することに成功した。構造アノテーションについても実施し、原因遺伝子単離に向けたゲノム基盤を構築することができた。交雑後代について、ddRAD-seqによる遺伝子型の決定と除草剤感受性の評価から、候補遺伝子領域を1 Mbpの範囲に絞り込むことができた。 (2)多様な組織からRNAを抽出し、RNA-seq解析を実施した。得られたリードを用いて共発現解析を実施し、抵抗性を引き起こすP450遺伝子と共発現性の高い転写因子を同定した。遺伝子の機能解析に向け、P450遺伝子のプロモーター領域と、転写因子のコード領域をクローニングした。本遺伝子は(1)のゲノム領域とは異なる遺伝子座に座乗することから、抵抗性の原因となる遺伝子変異とは直接関係しないと考えられた。 (3)タイヌビエ形質転換敬の構築に向け、タイヌビエのカルスについて形態的特性から3つに分類し、それぞれ再分化効率とパーティクルガンによる遺伝子導入効率を比較した。タイプ1とタイプ2のカルスが細分化効率および遺伝子導入効率が高いことが明らかになった。 (4)P450の内生基質の特定に向け、in vitro実験系の構築に取り組んだものの成功していない。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
P450の内生基質の解析については実施できなかったものの、ゲノムアセンブリーおよびマッピング、RNA-seq解析、形質転換系の構築は計画通り進んだ。
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今後の研究の推進方策 |
抵抗性の原因DNA変異の同定に向けて、交雑後代を用いてゲノム領域をさらに絞り込む。P450遺伝子と共発現性の高い転写因子について、dual luciferase法などを用いてP450遺伝子のプロモーターへの結合について評価する。タイヌビエ形質転換については、核ゲノムに外来遺伝子の挿入されたカルスの選抜方法を確立する。タイヌビエ形質転換系が確立すれば、これらの転写因子の過剰発現体やCYPのノックアウト実験を実施する。内生基質の解析についてはメタボローム解析などを検討する。
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