| 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, グループ長補佐 (20414914)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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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。
昨年度までに、遺伝解析及びNGSによる多型解析等からTtm5およびTtm13の候補遺伝子を特定した。そこで、本年度はCRISPR/Cas9システムを用いて、それぞれの遺伝子についてノックアウト（KO）系統を作成した。得られたKO系統について変異の導入を確認したところ、複数の変異パターンによるKO系統群が得られていた。そこで、これらのKO系統後代種子(T1世代)を用いて非親和性いもち病菌に対する抵抗性を評価したところ、抵抗性への影響が安定しなかった。T1個体で導入変異について調べたところ、T0世代では見られなかった新たな変異が見られるもの、または変異が受け継がれていないものが複数見られた。このため、表現型が安定しない理由は、ゲノム編集T1世代における変異の不安定性に起因している可能性が考えられた。そこで、正確な解析を実施するためT2世代を用いて解析することとした。また、これらのKO変異が複数のR遺伝子に対して影響を与えるか解析するため、異なるいもち病R遺伝子（Pia, Pib, Pii, Pik）を持つイネの品種「ハマアサヒ」を遺伝背景とするKO形質転換体を作成した。
タイピングアレイ及びNGS解析により候補領域を特定できなかったTtm11の候補遺伝子を特定するため、PacBioによる全ゲノムシーケンスを実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
解析の対象とするイネの変異体3系統のうち2系統の候補遺伝子について、KO系統を作成し抵抗性の評価を実施した。これらの複数の系統で、R遺伝子により誘導されるETIが抑制されたが、変異の導入が安定せず現時点ではこれらの候補遺伝子のKOが原因か否か明らかに出来なかった。このことは、ゲノム編集T1世代における変異の不安定性に起因している可能性が考えられ、T2世代の種子を採種することとした。現在、温室でT2世代の種子が登熟中であり、次年度解析可能である。また、ttm11については本年度PacBioにより全ゲノム情報得ることが出来た。次年度、詳細に解析することにより、候補遺伝子の絞込みを実施することが出来ると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
作成したKO系統T2世代を用いて抵抗性を評価し、Ttm5またはTtm13候補遺伝子がETIの誘導に関与する因子か特定する。また、「ハマアサヒ」を用いたKO系統についても抵抗性への影響を評価し、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。また、ttm11についてゲノム情報から候補遺伝子が絞り込めた場合、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、コロナ禍による研究活動の停滞等により形質転換イネの作成及び評価に時間を要した。さらに、T2世代の種子が必要となったことから評価が間に合わず、機能解析へ進むことが出来なかった。次年度はこれらの形質転換体を用いて解析を進めるとともに、ttm11候補遺伝子について新たなKO系統の作成を実施する予定である。
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