エピジェネティック変異を利用した耐病性イネの開発と社会実装に向けた実用性の検証

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05644
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分39040:植物保護科学関連
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 小林 一成 三重大学, 地域イノベーション推進機構, 教授 (90205451)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 病害抵抗性 / イネ / エピジェネティクス / DNAメチル化

研究成果の概要

我々は、病害抵抗性誘導剤で処理したカルスから植物を再生させることにより、イネのエピジェネティック変異を方向付ける方法を開発した。本研究では、この方法によって付与された抵抗性がエピジェネティック変異に起因することを証明するとともに、その遺伝的な安定性と実用性を実証することを目的に実験を行った。日本晴および各系統のメチル化状態を解析した結果、抵抗性獲得系統は特有のメチル化変化を獲得していることが明らかになった。この結果をRNA-seqの結果と比較したところ、プロモーター領域のメチル化と遺伝子の発現が相関する3つの遺伝子が特定された。以上の成果を根拠として、本法による植物作出方法を国際特許出願した。

自由記述の分野

植物保護科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

世界の人口増加と新興国における畜産物の需要拡大は食料事情の逼迫を招き、2050年までに食料生産を倍増させる必要があるとされている。一方、地球環境の急激な変化は、生物的・非生物的ストレスを作物に与え、食料生産の重大な脅威となっている。したがって、将来の食料確保にはストレス耐性植物の開発が急務であると言える。しかし、現行の交配育種はゲノムDNAにランダムに生じる突然変異に依存するため、長い開発期間と莫大なコストを要する。我々の発見は、エピジェネティック変異を利用して目的とするストレス耐性形質に標的を狙って改善することが可能な世界初の技術に発展する可能性が高い。