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高等植物における標的遺伝子特異的な変異導入技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23310142
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用ゲノム科学
研究機関独立行政法人農業生物資源研究所

研究代表者

土岐 精一  独立行政法人農業生物資源研究所, ゲノム機能改変研究ユニット, ユニット長 (80212067)

研究分担者 雑賀 啓明  独立行政法人農業生物資源研究所, ゲノム機能改変研究ユニット, 主任研究員 (20435613)
遠藤 真咲  独立行政法人農業生物資源研究所, ゲノム機能改変研究ユニット, 研究員 (40546371)
連携研究者 遠藤 真咲  独立行政法人農業生物資源研究所, ゲノム機能改変研究ユニット, 研究員 (40546371)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2011年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワード変異導入 / 人工制限酵素 / 植物 / ゲノム改変 / 非相同末端結合 / 変異スペクトラム / 形質転換
研究概要

高等植物における標的変異技術の高度化を目指し、以下の実験を行った。植物病原細菌のエフェクタータンパク質を利用した人工制限酵素であるTALENsをイネに形質転換し、変異スペクトラムを解析したところ、導入される変異は欠失が多いこと、非相同末端結合因子を欠損したイネでは切断部位の削り込みが大きくなることが明らかとなった。TALENsによる標的変異では、変異のバリエーションが大きく、新たな遺伝子アリルの創出法として極めて有用な技術であることが示された。CRISPR/Casシステムについてもイネへの適応を試み、TALENsに比べて小さい変異が多い、塩基置換が生じ易い等の特徴があることが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (34件) 図書 (6件)

  • [雑誌論文] Toward establishing an efficient and versatile gene targeting system in higher plants2014

    • 著者名/発表者名
      Endo M, Toki S
    • 雑誌名

      Biocatalysis and Agricultural Biotechnology

      巻: 3 ページ: 2-6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物における新ゲノム改変技術の開発と応用2013

    • 著者名/発表者名
      雑賀啓明, 土岐精一
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 71 ページ: 275-278

    • NAID

      10031166376

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] DNA replication arrest leads to enhanced homologous recombination and cell death in meristems of rice OsRecQl4 mutants2013

    • 著者名/発表者名
      Kwon Y-I, Abe K, Endo M, Osakabe K, Ohtsuki N, Nishizawa-Yokoi A, Tagiri A, Saika H, Toki S
    • 雑誌名

      BMC Plant Biol

      巻: 13 号: 1 ページ: 62-62

    • DOI

      10.1186/1471-2229-13-62

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Creation of herbicide-tolerant crops by gene targeting2013

    • 著者名/発表者名
      Endo M, Toki S
    • 雑誌名

      J. Pestic, Sci.

      巻: 未定

    • NAID

      130004445301

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物ゲノムの標的遺伝子改変における人工制限酵素の利用2013

    • 著者名/発表者名
      遠藤真咲、土岐精一
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Isolation of a novel UVB-tolerant rice mutant obtained by exposure to carbon-ion beams2013

    • 著者名/発表者名
      Takano N, Takahashi Y, Yamamoto M, Teranishi M, Yamaguchi H, Sakamoto A.N, Hase Y, Fujisawa H, Wu J, Matsumoto T, Toki S, Hidema J
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overexpression of OsRecQl4 and/or OsExo1 enhances DSB-induced homologous recombination in rice2012

    • 著者名/発表者名
      Kwon Y-I, Abe K, Osakabe K, Endo M, Nishizawa-Yokoi A, Saika H, Shimada H, Toki S
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol

      巻: 53 号: 12 ページ: 2142-2152

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs155

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of Ku70/80 or Lig4 leads to decreased stable transformation and enhanced homologous recombination in rice2012

    • 著者名/発表者名
      Nishizawa-Yokoi A, Nonaka S, Saika H, Kwon YI, Osakabe K, Toki S
    • 雑誌名

      New Phytol

      巻: 196 号: 4 ページ: 1048-1059

    • DOI

      10.1111/j.1469-8137.2012.04350.x

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CDKB2 is involved in mitosis and DNA damage response in rice2012

    • 著者名/発表者名
      Endo M, Nakayama S, Umeda-Hara C, Ohtsuki N, Saika H, Umeda M, Toki S
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 69(6) 号: 6 ページ: 967-977

    • DOI

      10.1111/j.1365-313x.2011.04847.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高等植物において特定の遺伝子を標的として改変する技術2011

    • 著者名/発表者名
      刑部敬史, 刑部祐里子, 土岐精一
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 49 ページ: 592-594

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 人工制限酵素を利用した高等植物における標的遺伝子改変技術の開発2011

    • 著者名/発表者名
      刑部敬史, 土岐精一, 刑部祐里子
    • 雑誌名

      バイオインダストリー

      巻: 28 ページ: 53-57

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of gene targeting to designed mutation breeding of high-tryptophan rice Plant Physiology2011

    • 著者名/発表者名
      Saika H, Oikawa A, Matsuda F, Onodera H, Saito K, Toki S
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: Vol.156 No.3 号: 3 ページ: 1269-1277

    • DOI

      10.1104/pp.111.175778

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene targeting applied to designed-mutation breeding of high-tryptophan rice2011

    • 著者名/発表者名
      Saika H, Toki S
    • 雑誌名

      ISB News Report

      巻: 12 ページ: 3-6

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] New Plant Breeding Techniques (NBT)の実際~人工制限酵素を用いたtargeted mutagenesis 及びgene targeting 技術を用いた植物ゲノムのピンポイント改変~2014

    • 著者名/発表者名
      横井彩子, 土岐精一
    • 学会等名
      園芸学会平成26年度春季大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イネにおけるCRISPR/Cas システムを用いた変異導入2014

    • 著者名/発表者名
      三上雅史, 遠藤真咲, 土岐精一
    • 学会等名
      日本育種学会第125回講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-03-22
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イネにおける人工制限酵素TALENs における標的変異技術2014

    • 著者名/発表者名
      横井彩子, 星野友紀, 杉本和彦, Voytas D. F., 土岐精一
    • 学会等名
      日本育種学会第125回講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-03-22
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas システムを利用したイネの標的変異2014

    • 著者名/発表者名
      遠藤真咲, 三上雅史, 土岐精一
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] NHEJ 欠損が人工制限酵素TLAENs 誘導性の変異様式に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      横井彩子, 星野友紀, 杉本和彦, ボイタスダニエル, 土岐精一
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イネの標的遺伝子改変技術の展開2013

    • 著者名/発表者名
      横井彩子, 遠藤真咲, 刑部敬史, 權容益, 野中聡子, 大槻並枝, 雑賀啓明, 土岐精一
    • 学会等名
      第31回日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 効率的なイネの遺伝子ターゲッティングを目指して2013

    • 著者名/発表者名
      雑賀啓明
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会講演
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 配列特異的な人為的改変を可能にする遺伝子操作技術の開発と利用2012

    • 著者名/発表者名
      刑部敬史, 横井彩子, 權容益, 大槻並枝, 遠藤真咲, 雑賀啓明, 土岐精一
    • 学会等名
      第30回日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2012-08-03
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イネにおける標的遺伝子改変技術の展望2012

    • 著者名/発表者名
      横井彩子, 刑部敬史, 雑賀啓明, 土岐精一
    • 学会等名
      イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2012
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2012-07-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
  • [学会発表] 新規シトクロムP450遺伝子CYP72A31はイネにおける除草剤ビスピリバックナトリウム耐性に関与する2012

    • 著者名/発表者名
      雑賀啓明, 田口(塩原)文緒, 堀清純, 田中剛, 松本隆, 伊藤剛, 矢野昌裕, 堀田順子, 角康一郎, 清水力, 土岐精一
    • 学会等名
      育種学研究
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2012-03-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] NHEJ 機構抑制イネにおける相同組換え頻度とジーンターゲッティング効率の評価2012

    • 著者名/発表者名
      横井彩子, 野中聡子, 雑賀啓明, 刑部敬史, 土岐精一
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 遺伝子ターゲッティングによる代謝改変イネの作出と解析2012

    • 著者名/発表者名
      雑賀啓明, 中林亮, 及川彰, 松田史生, 小野寺治子, 斉藤和季, 土岐精一
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] NHEJ機構抑制イネにおける相同組換え頻度とジーンターゲッティング効率の評価2012

    • 著者名/発表者名
      横井彩子, 野中聡子, 雑賀啓明, 刑部敬史, 土岐精一
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Stimulation of homologous recombination in rice by enhanced resection of DSBs with OsRecQl4 and/or Exo12012

    • 著者名/発表者名
      Kwon Y-I, Abe K, Osakabe K, Endo M, Nishizawa-Yokoi A, Saika H, Toki S
    • 学会等名
      10th International Congress on Plant Molecular Biology
    • 発表場所
      韓国
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
  • [学会発表] Nishizawa-Yokoi A, Nonaka S, Saika H, Osakabe K, Toki S2012

    • 著者名/発表者名
      Suppression of Ku70/80 or Lig4 leads to decreased T-DNA integration and enhanced homologous recombination in rice
    • 学会等名
      10th International Congress on Plant Molecular Biology
    • 発表場所
      韓国
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Stimulation of DSB-induced gene targeting by enhanced resection of DSB sites2012

    • 著者名/発表者名
      Osakabe K, Kwon Y-I, Abe K, Saika H, Endo M, Ohtsuka N, Nishizawa-Yokoi A, Takeda S, Toki S
    • 学会等名
      EMBO Workshop ‘Genetic Stability & Change: Genome Maintenance Mechanisms in Plants’
    • 発表場所
      フランス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 配列特異的な人為的改変を可能にする遺伝子操作技術の開発と利用2012

    • 著者名/発表者名
      刑部敬史, 横井彩子, 權容益, 大槻並枝, 遠藤真咲, 雑賀啓明, 土岐精一
    • 学会等名
      第30回日本植物細胞分子生物学会講演
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The role of CDKB2 in the response to DNA damage differs in Arabidopsis and rice2012

    • 著者名/発表者名
      Endo M, Adachi S, Nakayama S, Umeda-Hara C, Ohtsuki N, Saika H, Umeda M, Toki S
    • 学会等名
      10th International Congress on Plant Molecular Biology
    • 発表場所
      韓国
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of Ku70/80 or Lig4 leads to decreased T-DNA integration and enhanced homologous recombination in rice2012

    • 著者名/発表者名
      Nishizawa-Yokoi A, Nonaka S, Saika H, Osakabe K, Toki S
    • 学会等名
      10th International Congress on Plant Molecular Biology
    • 発表場所
      韓国
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] イネ培養細胞においてキチンエリシターで誘導されるEL2はG1-Sの制御に関わる2011

    • 著者名/発表者名
      大槻並枝, 南栄一, 渋谷直人, 土岐精一
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] モデルイネ品種におけるAgrobacterium形質転換効率の比較解析2011

    • 著者名/発表者名
      雑賀啓明, 野中聡子, 刑部敬史, 土岐精一
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 標的遺伝子特異的改変による植物の分子育種2011

    • 著者名/発表者名
      土岐精一
    • 学会等名
      第1回植物育種セミナー
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-11-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 標的遺伝子特異的改変による植物の分子育種2011

    • 著者名/発表者名
      土岐精一
    • 学会等名
      第1回植物育種セミナー
    • 発表場所
      新潟大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Detection of VirD2 at plant double-strand DNA break sites2011

    • 著者名/発表者名
      Endo M, Toki S, Gelvin S.B
    • 学会等名
      32nd Crown Gall Conference
    • 発表場所
      マディソン(ウイスコンシン)
    • 年月日
      2011-10-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 量子ビーム変異誘発機構の解明:高効率な育種素材創世を目指して2011

    • 著者名/発表者名
      日出間純, 寺西美佳, 土岐精一, 雑賀啓明, 坂本綾子, 吉原亮平
    • 学会等名
      第6回高崎量子応用研究シンポジウム
    • 発表場所
      高崎シティーギャラリー
    • 年月日
      2011-10-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] イオンビーム照射がシロイヌナズナおよびイネのカルス増殖に及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      雑賀啓明, 土岐精一, 吉原亮平, 坂本綾子
    • 学会等名
      第6回高崎量子応用研究シンポジウム
    • 発表場所
      高崎シティーギャラリー
    • 年月日
      2011-10-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Tryptophan-fortified rice produced by designed mutation breeding via gene targeting2011

    • 著者名/発表者名
      Saika H, Oikawa A, Matsuda F, Onodera H, Saito K, Toki S
    • 学会等名
      Plant Biology 2011
    • 発表場所
      ミネアポリスコンベンションセンター(ミネソタ)
    • 年月日
      2011-08-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 標的遺伝子特異的改変による植物の分子育種2011

    • 著者名/発表者名
      土岐精一
    • 学会等名
      第7回よこはまバイオマス研究会
    • 発表場所
      理化学研究所(鶴見キャンパス)
    • 年月日
      2011-05-31
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 標的遺伝子特異的改変による植物の分子育種2011

    • 著者名/発表者名
      土岐精一
    • 学会等名
      第7回よこはまバイオマス研究会
    • 発表場所
      理化学研究所(鶴見)(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Casシステムを利用したイネの標的変異

    • 著者名/発表者名
      遠藤真咲, 三上雅史, 土岐精一
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イネにおけるCRISPR/Casシステムを用いた変異導入

    • 著者名/発表者名
      三上雅史, 遠藤真咲, 土岐精
    • 学会等名
      日本育種学会第125回講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イネにおける人工制限酵素TALENsによる標的変異技術

    • 著者名/発表者名
      横井彩子, 星野友紀, 杉本和彦, Voytas D.F, 土岐精一
    • 学会等名
      日本育種学会第125回講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] NHEJ欠損が人工制限酵素TALENs誘導性の変異様式に及ぼす影響

    • 著者名/発表者名
      横井彩子, 星野友紀, 杉本和彦, ボイタスダニエル, 土岐精一
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] New Plant Breeding Techniques(NBT)の実際 ~人工制限酵素を用いたtargeted mutagenesisおよびgene targeting技術を用いた植物ゲノムのピンポイント改変~

    • 著者名/発表者名
      横井彩子, 土岐精一
    • 学会等名
      園芸学会平成26年度春季大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Mutation Breeding and Biotechnology2012

    • 著者名/発表者名
      Osakabe K, Endo M, Toki S
    • 総ページ数
      608
    • 出版者
      CABI, Plant
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] Transgenic Plants: Methods and Protocols2012

    • 著者名/発表者名
      Endo M, Shimizu T, Toki S
    • 総ページ数
      437
    • 出版者
      Humana Pr
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Transgenic Plants: Methods and Protocols2012

    • 著者名/発表者名
      Saika H, Onodera H, Toki S
    • 総ページ数
      437
    • 出版者
      Humana Pr
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Plant Mutation Breeding and Biotechnology.2012

    • 著者名/発表者名
      Osakabe K, Endo M, Toki S
    • 総ページ数
      608
    • 出版者
      C a B Intl
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Transgenic Plants : Methods and Protocols Vol.847(Chapter 7執筆)2011

    • 著者名/発表者名
      Saika H, Onodera H, Toki S
    • 総ページ数
      497
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Transgenic Plants : Methods and Protocols Vol.847(Chapter 6執筆)2011

    • 著者名/発表者名
      Endo M, Shimizu T, Toki S
    • 総ページ数
      497
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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