| 研究課題/領域番号 |
22K20584
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0602:生産環境農学およびその関連分野
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| 研究機関 | 公益財団法人岩手生物工学研究センター |
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研究代表者 |
野村 ちひろ 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 契約研究員 (70965384)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | コピー数多型 / 遺伝子重複 / ゲノム編集 / MADS18 / イネ / CNV / OsMADS18 / Copy Number Variation / MADSボックス / 葉身幅 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水稲品種「ひとめぼれ」を母本とした交雑後代集団から、葉身幅に関する新規の量的形質遺伝子座qLW7を同定した。このqLW7領域内に座乗する候補遺伝子であるOsMADS18が、ひとめぼれゲノムにおいて重複して存在していることを見出した。これらより、OsMADS18の重複というゲノム構造変異がその転写量に変化をもたらし、葉身の生理形態形質に影響を及ぼすという仮説が考えられた。
本研究では、OsMADS18の重複の片方をノックアウトさせた変異体を作成し、その遺伝子発現量および生理形態学的機能を調査し、この仮説を検証する。加えて、OsMADS18の重複変異が現代品種に保存されてきた意義を解明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では重複配列を標的としたゲノム編集を行うことで、遺伝子のコピー数を改変する技術を確立した。遺伝子重複の有無は通常のPCR法による識別が可能な一方、遺伝子重複の存在がホモかヘテロかの識別はこれまで困難であったが、本研究では定量PCRを応用することにより、上述の識別を可能にする方法を確立した。これらの方法を使用し、OsMADS18遺伝子コピー数の異なるイネを作成し、比較した結果、転写量や植物形態に差異が生じた。これらのことから、OsMADS18の遺伝子コピー数多型はイネ育種において重要なアレルであることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
作物の育種に利用されてきた遺伝学的変異の多くは一塩基多型やInDelによるものであり、遺伝子コピー数が農業上有用な形質を変化させるという事例は、これまでほとんど報告されてなかった。本研究では、ゲノム編集を用いてイネの転写因子であるOsMADS18の遺伝子コピー数を人為的に改変することに成功し、OsMADS18のコピー数の違いがイネの形態を制御しているということを明らかにした。本研究成果は、従来見落とされていた農業上重要なコピー数変異が、イネ育種において利用可能なアレルであることを示すとともに、遺伝子コピー数を改変することで、人為的にイネの成長を制御できることを実証した。
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