ゲノム編集による植物環境応答制御因子の機能改変

• 研究課題/領域番号: 26430190
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ゲノム生物学
• 研究機関: 徳島大学 (2015-2016); 独立行政法人理化学研究所 (2014)
• 研究代表者: 刑部 祐里子 徳島大学, 大学院生物資源産業学研究部(連携), 特任准教授 (50444071)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: ゲノム編集 / 環境ストレス / イオン輸送体 / ストレス応答 / CRISPR/CAS9

研究成果の概要

本研究は、植物の環境応答能向上を目的としてシロイヌナズナ気孔開口に機能するプロトンポンプを標的としてCRISPR/Cas9によるゲノム編集を行った。Cas9を配偶子および茎頂特異的強発現プロモーターで制御した場合、off-target変異の無いbi-allelic 変異が高効率で得られ、新規のシロイヌナズナ変異体を作製した。新規変異体は野生型より高い葉面温度を示し、植物ホルモンアブシジン酸(ABA)に対する気孔の閉鎖能および葉の水分損失速度が高まっていた。以上のことから、CRISPR/Cas9による新規プロトンポンプ変異体は水分ストレス応答が向上していることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Efficient and heritable targeted mutagenesis in mosses using the CRISPR/Cas9 system (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nomura, T. Sakurai, Yuriko Osakabe, Keishi Osakabe and H. Sakakibara
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: 57 号: 12 ページ: 2600-2610
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw173
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficient Genome Editing in Apple Using a CRISPR/Cas9 system (2016)
  • 著者名/発表者名: Chikako Nishitani, Narumi Hirai, Sadao Komori, Masato Wada, Kazuma Okada, Keishi Osakabe, Toshiya Yamamoto and Yuriko Osakabe
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 31481-31481
  • DOI: 10.1038/srep31481
  • NAID: 120006240044
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Optimization of CRISPR/Cas9 genome editing to modify abiotic stress responses in plants. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuriko Osakabe, Y Watanabe, SS Sugano, R Ueta, R Ishihara, K Shinozaki and Keishi Osakabe
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 26685-26685
  • DOI: 10.1038/srep26685
  • NAID: 120006240041
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genome engineering of woody plants: past, present and future (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuriko Osakabe, Shigeo S Sugano and Keishi Osakabe
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 62 号: 3 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1007/s10086-016-1548-5
  • NAID: 120006961148
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genome editing with engineered nucleases in plants. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuriko Osakabe and Keishi Osakabe
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: 56 号: 3 ページ: 389-400
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu170
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ABA control of plant macroelement membrane transport systems in response to water deficit and high salinity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Osakabe, Y., Yamaguchi-Shinozaki, K., Shinozaki, K., and Tran, L-S
  • 雑誌名: New Phytology 巻: 202, 号: 1 ページ: 35-49
  • DOI: 10.1111/nph.12613
  • 査読あり
• [雑誌論文] A mutated cytosine deaminase gene, codA (D314A), as an efficient negative selection marker for gene targeting in rice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Keishi Osakabe, Ayako Nishizawa-Yokoi, Namie Ohtsuki, Yuriko Osakabe, Seiichi Toki
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 55 号: 3 ページ: 658-665
  • DOI: 10.1093/pcp/pct183
  • NAID: 40020302254
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positive regulatory role of strigolactone in plant responses to drought and salt stress. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ha CV, Leyva-Gonzalez MA, Osakabe Y, Tran UT, Nishiyama R, Watanabe Y, Tanaka M, Seki M, Yamaguchi S, Dong NV, Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K, Herrera-Estrella L, Tran LS.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 111(2) 号: 2 ページ: 851-856
  • DOI: 10.1073/pnas.1322135111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water stress responses and growth adjustment in plants. (2014)
  • 著者名/発表者名: Osakabe, Y., Osakabe, K., Shinozaki, K., and Tran, L-S.
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Physiology 巻: 5 ページ: 86-86
  • DOI: 10.3389/fpls.2014.00086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis DPB3-1, a DREB2A Interactor, Specifically Enhances Heat Stress-Induced Gene Expression by Forming a Heat Stress-Specific Transcriptional Complex with NF-Y Subunits (2014)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Sato, Junya Mizoi, Hidenori Tanaka, Kyonosin Maruyama, Feng Qin, Yuriko Osakabe, Kyoko Morimoto, Teppei Ohori, Kazuya Kusakabe, Maika Nagata, Kazuo Shinozaki, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 26 号: 12 ページ: 4954-4973
  • DOI: 10.1105/tpc.114.132928
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] CRISPR/Cas9 による植物ゲノム編集技術の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 刑部祐里子
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
  • 年月日: 2017-03-16
  • 招待講演
• [学会発表] 根毛形成に異常を示すシロイヌナズナ変異体の原因遺伝子の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 島田 佳南里, 井内 聖, 井内 敦子, 坂本 秀樹, 山田 晃嗣, 刑部 敬史, 刑部 祐里子
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 栽培品種トマトAilsa Craigの CRISPR/Cas9システムを用いた新育種技術開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 阿部 千尋, 上田 梨紗, 橋本 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] CRISPR/Cas9による単為結実トマトの迅速な育種技術の確立 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上田 梨紗, 阿部 千尋, 石原 諒典 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Genome editing technology to improve plant environmental response (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuriko Osakabe
  • 学会等名: Latest Advances in Plant Development and Environmental Response 2016, CSH - Asia Meetings
  • 発表場所: ウェスティンホテル淡路（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] Site-directed mutagenesis of the tomato IAA9 gene by using the CRISPR/Cas9 system (2016)
  • 著者名/発表者名: Risa Ueta, Chihiro Abe, Ryosuke Ishihara, Takahito Watanabe, Sigeo Sugano, Yuriko Osakabe and Keishi Osakabe
  • 学会等名: Latest Advances in Plant Development and Environmental Response 2016, CSH - Asia Meetings
  • 発表場所: ウェスティンホテル淡路（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] リンゴゲノムの多様性とゲノム編集による改変 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西谷 千佳子, 平井 徳美, 小森 貞男, 和田 雅人, 岡田 和馬, 刑部 敬史, 山本 俊哉, 刑部 祐里子
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会シンポジウム
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県沖縄市）
  • 年月日: 2016-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] CRISPR/Cas9によるトマトIAA9遺伝子を標的としたゲノム編集技術の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田 梨紗, 阿部 千尋, 石原 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県沖縄市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] ゲノム編集技術による植物環境応答能の改変 (2016)
  • 著者名/発表者名: 刑部 祐里子, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 上田 梨紗, 石原 諒典, 篠崎 一雄, 刑部 敬史
  • 学会等名: 日本ゲノム編集学会第1回大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県広島市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 栽培品種トマトAilsa Craigの CRISPR/Cas9システムを用いた新育種技術開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 阿部 千尋, 上田 梨紗, 石原 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
  • 学会等名: 日本ゲノム編集学会第1回大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県広島市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] CRISPR/Cas9によるトマトIAA9遺伝子を標的としたゲノム編集技術の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田 梨紗, 阿部 千尋, 石原 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
  • 学会等名: 日本ゲノム編集学会第1回大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県広島市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] CRISPR/Cas9によるシロイヌナズ ナ環境ストレス応答性遺伝子のゲ ノム編集 (2016)
  • 著者名/発表者名: 刑部 祐里子, 菅野 茂夫, 渡辺 崇人, 上田 梨紗, 石原 諒典, 篠崎 一雄, 刑部 敬史
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手県・盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] 高効率 CRISPR/Cas9による SlIAA9 ノックアウトトマトの作出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田 梨紗, 阿部 千尋, 石原 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 宮脇 克行, 野地 澄晴, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手県・盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] 防御応答活性化時における植物の糖吸収制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田 晃嗣, 刑部 敬史, 刑部 祐里子
  • 学会等名: 第3回日本生物工学会西日本支部講演会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
• [学会発表] 栽培品種トマトAilsa Craigの CRISPR/Cas9システムを用いた新育種技術開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 阿部 千尋, 上田 梨紗, 橋本 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
  • 学会等名: 第3回日本生物工学会西日本支部講演会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
• [学会発表] CRISPR/Cas9によるトマトIAA9遺伝子を標的としたゲノム編集技術の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田 梨紗, 阿部 千尋, 橋本 諒典, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
  • 学会等名: 第3回日本生物工学会西日本支部講演会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
• [学会発表] CRISPR/Cas9によるトマトIAA9 遺伝子を標的としたゲノム編集技術の確立 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上田 梨紗, 石原 諒典, 阿部 千尋, 渡辺 崇人, 菅野 茂夫, 宮脇 克行, 野地 澄晴, 刑部 祐里子, 刑部 敬史
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-04
• [学会発表] RISPRの植物研究への応用- CRISPR/Cas9による植物ゲノム編集技術開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 刑部 祐里子
  • 学会等名: 学術振興会植物バイオ第160委員会 第10回研究会「ゲノム編集研究の現状と産業応用の可能性」
  • 発表場所: 千里ライフセンター（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2015-07-30
  • 招待講演
• [学会発表] Genetic Engineering of Abiotic Stress Response and Growth in Plants (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuriko Osakabe
  • 学会等名: 26 th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Paris (France)
  • 年月日: 2015-07-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] CRISPR/Cas9による植物ゲノム編集技術開発と環境応答能の改変 (2015)
  • 著者名/発表者名: 刑部 祐里子、菅野茂夫、篠崎一雄、野地澄晴、刑部敬史
  • 学会等名: 第 56 回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農大
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 植物ゲノム編集による環境応答能の改変 (2015)
  • 著者名/発表者名: 刑部祐里子
  • 学会等名: 大阪大学第8回国際環境生物資源学会シンポジウム “Exploring the global sustainability -Advances in Plant Biotechnology for Agriculture in Semi-arid land”
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-03 – 2015-03-04
  • 招待講演
• [学会発表] 植物ゲノム編集による植物環境応答能の改変 (2015)
  • 著者名/発表者名: 刑部祐里子
  • 学会等名: 徳島大学農工商連携セミナー
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2015-01-09
  • 招待講演
• [学会発表] Genetic Engineering of Abiotic Stress Response and Plant Growth in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Osakabe Y,, Shinozaki, K.
  • 学会等名: International Conference on Arabidopsis Research (ICAR2014)
  • 発表場所: University of British Columbia in Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
  • 招待講演
• [図書] 実験医学増刊「All Aboutゲノム編集」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 刑部 祐里子, 刑部 敬史
  • 総ページ数: 233
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 「第１１章 植物でのゲノム編集」論文だけではわからないゲノム編集成功の秘訣Q&A (2015)
  • 著者名/発表者名: 安本周平、關光、刑部祐里子、刑部敬史、村中俊哉
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 「人工ヌクレアーゼを用いた植物の遺伝子変異導入技術への応用展開」進化するゲノム編集技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 刑部祐里子、菅野茂夫、刑部敬史
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] “Genome editing in higher plants” in “Targeted Genome Editing Using Engineered Nucleases: ZFNs, TALENs, and the CRISPR/Cas9 System” (2015)
  • 著者名/発表者名: Osakabe, Y., Osakabe, K
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: Springer -Verlag
• [図書] “Genome editing in higher plants” in “Targeted Genome Editing Using Engineered Nucleases: ZFNs, TALENs, and the CRISPR/Cas9 System” Ymamoto T. (ed), (2014)
  • 著者名/発表者名: Osakabe, Y., Osakabe, K
  • 総ページ数: 205
  • 出版者: Springer -Verlag, Germany.
• [備考] 徳島大学生物資源産業学部生物育種生産学分野
  • URL: http://www.plantbio.bb.tokushima-u.ac.jp
• [備考] 徳島大学 教育研究者綜覧 准教授：刑部祐里子
  • URL: http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/289666/work-ja.html