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農作物生産におけるモノカルチャーの拡大は農業産業化に貢献した一方、その弊害として生物多様性の喪失、土壌衰退、ひいては地球規模の環境破壊の増大を招いた。本研究では、モノカルチャーを排除せず受け入れつつも、生物多様性を担保する新しい栽培システムの構築を「接木」という古典的な農業手法に焦点をあて、その利便性を高める技術改良へ向けて検討を行っている。
既遂研究として、これまでに接木部位において細胞壁消化に働くセルラーゼ遺伝子を見出してきた。本研究ではさらに、複数の植物の接木試料から構築した時系列トランスクリプトームのデータ解析を実施し、接木接合時に発現上昇する細胞壁の架橋を促進する因子を新たに同定した。接木部位では、はじめに細胞壁消化酵素の働きにより細胞壁が消化され、接木境界部の細胞が互いに近接し、さらに細胞壁架橋遺伝子が働くことで組織の接合が進行する可能性がある。そこで、同定した細胞壁架橋関連遺伝子の接木における機能を調べるべく分子遺伝学的な検討を進めた。時空間的な発現情報を取得するため、in situ RNA hybridization法によって空間的な発現様式を調べ、接木部位の新しく増殖した細胞で本遺伝子は発現することが示唆された。機能解析のため、遺伝子サイレンシングによって機能欠損させた植物を用意したが、接木に影響はなく、遺伝子の機能重複が予想された。次に過剰発現体を作出して、機能解析を進めた。過剰発現体の作出には、接木境界部で高発現するセルラーゼ遺伝子のプロモーターを使用した。発現解析を通して優良な過剰発現体を選抜し、系統化することができた。今後はこれらの植物体を用いて接木実験を行っていき、遺伝子機能を考察するとともに、実際に接木の接合が促進されて接木技術を改良していきたい。
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