研究課題
本研究では、相同組換え機構を使用した遺伝子ターゲッティング(GT)技術を用いて、トリプトファン(Trp)合成の鍵酵素をコードするOASA2遺伝子に目的の変異を導入した系統を作出し、Trp蓄積量やその栽培特性を評価することで、飼料米や高栄養米の育種母本となる高Trp系統の選抜することを目標とする。また、従来の遺伝子過剰発現アプローチで得られた個体とGTによる遺伝子改変アプローチで得られた個体について、Trp蓄積量やその栽培特性を評価するため、GTによるOASA2遺伝子改変個体と変異型OASA2遺伝子の過剰発現個体を用いて解析を行う。(1) 遺伝子ターゲッティング(GT)によるOASA2遺伝子改変個体の作出とその評価まず、OASA2遺伝子のGT候補個体の解析方法について改良を加えた。これまで、GTに成功したと思われる再分化植物体を用いて遺伝子解析を行っていたが、今年度から再分化前のカルスを一部用いて解析を行った。これにより解析や培養が省力化できた。この方法を用いてGT実験を行った結果、内在性のOASA2遺伝子にSl26F/L530D、Y367A、Y367A/L530Dの変異が導入されたと予想されるGTカルスをそれぞれ3、5、11系統獲得することに成功した。これらのGT候補カルスの一部からは、再生植物体が得られた。次に、既に得られていたGT個体のアミノ酸分析を行った。S126F/L530Dの変異が導入された系統#3-4、 Y367Aの変異が導入された系統#5-11について、カルス、幼苗、完熟種子での遊離アミノ酸量を測定した結果、いずれの系統も改変型OASA2遺伝子をホモでもつ系統は遊離Trp含量が増加していた。特に、#3-4の完熟種子では非形質転換個体の230倍もの遊離Trpが蓄積していることが明らかとなった。(2) 過剰発現アプローチとGTアプローチの比較S126F/L530Dの変異を導入したOASA2遺伝子発現カセットを導入した形質転換個体のうち、導入遺伝子が1コピーであると考えられ、OASA2遺伝子の葉におけるmRNA量が野生型より高い個体を3系統選抜した。
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