| 研究課題/領域番号 |
18K05665
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
高橋 章 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (20414914)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | イネ / 抵抗性遺伝子 / ETI / 変異体 |
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| 研究実績の概要 |
植物の抵抗性遺伝子（R遺伝子）の活性化により誘導されるETI（effector-triggered immunity）の発動制御因子の特定及びその分子機構の解明を目指し、イネいもち病菌に対するETIの誘導が不完全なイネ変異体（ttm5、ttm11、ttm13）について、原因遺伝子の単離を進めている。昨年度タイピングアレイ及び次世代シーケンス解析を実施し、Ttm5の候補遺伝子を特定するとともに、Ttm13候補領域については約20Mbの範囲内に絞り込んだ。本年度はさらにttm13について次世代シーケンスで得られたデータの解析を進め、候補領域内に16箇所の多型を検出した。そのうちエキソン内の変異を持つ遺伝子は3個に絞られ、それぞれ、転写因子、機能未知タンパク質、レトロトランスポゾンをコードすることが予測された。このうち転写因子について変異と表現型について連鎖解析を行ったところ、非常に高い相関が明らかとなった。そこで、Ttm5候補遺伝子とともにこの転写因子をコードする遺伝子について、CRISPR/Cas9システムを用いてノックアウト（KO）変異系統を作成した。現在、隔離温室内で再生個体を生育中であり、KO系統が得られた場合、抵抗性に与える影響を定量的に評価する予定である。Ttm5またはTtm13遺伝子が特定できた場合、さまざまなR遺伝子に対する影響を調べるため、遺伝背景の異なる品種に対する形質転換体の作成を開始する。一方、タイピングアレイ及び次世代シーケンス解析により候補領域を特定できなかったttm11については、再度表現型を確認するため、タイピングアレイに使用した個体の後代を用いて抵抗性の評価を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
解析の対象とするイネの変異体3系統のうち2系統について候補遺伝子を特定し、KO系統の作成を行った。形質転換イネの作成には時間がかかるため、本年度は解析まで到達していないが、本研究課題期間内に評価まで終えることが期待できる。ttm11については候補遺伝子の候補領域の絞込みができていない。これは、選抜に使用したR遺伝子であるPishによる抵抗性がやや不安定であることに一因であると考えられた。そのため、Pishに依る抵抗性が安定的に発現する条件を検討し、後代を用いて抵抗性の再評価を行う。
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| 今後の研究の推進方策 |
作成したKO系統イネを用いて抵抗性を評価し、Ttm5またはTtm13遺伝子が特定できた場合、これらの遺伝子について機能解析を進める。具体的には、特異的なR遺伝子にのみ影響を与えるか、R遺伝子の普遍的な下流因子であるか解析するとともに、その分子機構について考察する。また、ttm11について後代検定等により候補領域が絞り込めた場合、KO系統の作成を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は、形質転換イネの作成に時間がかり、機能解析等があまり進まなかったため予算が圧縮できた。次年度はこれらの形質転換体を用いて分子生物学的な解析を進める。さらにttm11についてマッピングの進捗によっては再度次世代シーケンスを実施する予定である。
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