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2018 年度 実績報告書

オオムギの形質転換効率に関わる遺伝子座の特定と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K18634
研究機関岡山大学

研究代表者

久野 裕  岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70415454)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードオオムギ / 形質転換 / カルス / 再分化
研究実績の概要

本研究は、オオムギの形質転換に必要あるいは有利な遺伝子を同定するため、形質転換が困難なオオムギ品種「Haruna Nijo」(HN)と安定して形質転換可能な品種「Golden Promise」(GP)との交配後代を用いて、(1)オオムギの形質転換に必要なゲノム領域の絞り込みならびに(2)その機能解析を行うことを目的としている。これまでに、オオムギの形質転換に必要あるいは有利な3つの遺伝子座TFA(Transformation Amenability)を同定した。昨年度までに、HNまたはGPを戻し交雑親とした戻し交雑集団の中からTFA遺伝子座が分離するような個体を選抜した。一方、再分化に関わる転写因子遺伝子のBaby Boom (BBM)遺伝子およびWuschel2 (WUS2)遺伝子を単離し、それらを過剰発現する形質転換オオムギカルスを作成した。
本年度は、BBMおよびWUS2遺伝子をそれぞれ過剰発現したオオムギカルスの形態的観察とRNA-seqによる遺伝子発現解析を行った。BBM遺伝子を過剰発現したオオムギカルスは、その表面に無数の茎頂分裂組織様細胞塊が形成され、WUS遺伝子の方は組織化された様な細胞塊が形成された。RNA-seq解析の結果、BBM遺伝子の過剰発現では11,704の遺伝子に、WUS2遺伝子の過剰発現では16,946の遺伝子において、それぞれ2倍以上の発現増加または発現低下が認められた。
一方で、HNとGPのエキソーム配列データを解析し、TFAにおけるInDelマーカーの開発を行った。BC2F4世代の形質転換能を確認し、さらにHNを交配したBC3F1個体を作成した。また、HNを戻し交雑親としてGP由来のTFA領域を持つBC2F4世代を圃場に展開し、その生育を調査した。今後、これらを基にTFA領域のさらなる絞り込みを行う予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Imaging Amyloplasts in the Developing Endosperm of Barley and Rice2019

    • 著者名/発表者名
      Matsushima R., Hisano H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 3745

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-019-40424-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Agrobacterium tumefaciens Enhances Biosynthesis of Two Distinct Auxins in the Formation of Crown Galls2018

    • 著者名/発表者名
      Mashiguchi K., Hisano H., Takeda-Kamiya N., Takebayashi Y., Ariizumi T., Gao Y., Ezura H., Sato K., Zhao Y., Hayashi K., Kasahara H.
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 60 ページ: 29-37

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/pcp/pcy182

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Identification and application of TFA genomic regions that confer transformation amenability in barley.2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hisano, Hiromi Munemori, Kazuhiro Sato
    • 学会等名
      2nd International Barley Mutant Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] 品種の壁を越える:オオムギの形質転換や再分化を可能にするゲノム領域の同定2018

    • 著者名/発表者名
      久野 裕
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会・シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 幹細胞化関連遺伝子を過剰発現する形質転換オオムギカルスにおいて発現変動する遺伝子の検出2018

    • 著者名/発表者名
      久野裕・宗森広美・関真秀・鈴木穣・佐藤和広.
    • 学会等名
      第13回ムギ類研究会
  • [学会発表] 幹細胞化関連遺伝子を過剰発現するオオムギカルスにおける網羅的遺伝子発現解析2018

    • 著者名/発表者名
      久野裕・宗森広美・関真秀・鈴木穣・佐藤和広
    • 学会等名
      第10回中国地域育種談話会
  • [学会発表] オオムギの遺伝子改変技術の現状と将来展望2018

    • 著者名/発表者名
      久野裕
    • 学会等名
      第1 回オオムギ資源開発研究セミナー
  • [備考] 岡山大学資源植物科学研究所 作物イノベーション研究チーム -オオムギ遺伝子改変班-

    • URL

      http://www.rib.okayama-u.ac.jp/bgm/

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公開日: 2019-12-27  

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