遺伝子ターゲッティングを利用したトリプトファン高蓄積イネの開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21780010
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 独立行政法人農業生物資源研究所
• 研究代表者: 雑賀 啓明 独立行政法人農業生物資源研究所, ゲノム機能改変研究ユニット, 主任研究員 (20435613)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 遺伝子ターゲッティング / 点変異 / 代謝改変 / トリプトファン / 相同組換え / 遺伝子組換え植物 / アミノ酸アナログ

研究概要

遺伝子ターゲッティング(gene targeting ; GT)は、標的遺伝子だけを狙い通りに改変することができる有用な技術である。本研究では、GTによってトリプトファン(Trp)合成の鍵酵素遺伝子OASA2を計画的に改変し、Trp高蓄積イネを作出することに成功した。メタボローム解析の結果、このイネでは、各種アミノ酸、Trpから合成されるセロトニン、ビタミンB群やインドールアルカロイドなども高蓄積していることが明らかになった。したがって、GTによる計画的変異導入技術は代謝改変作物の分子育種に利用できることが実証された。

研究成果

• [雑誌論文] Application of gene targeting to designed mutation breeding of high-tryptophan rice Plant Physiology (2011)
  • 著者名/発表者名: Saika H, Oikawa A, Matsuda F, Onodera H, Saito K, Toki S
  • 巻: Vol.156 No.3
  • ページ: 1269-1277
  • DOI: DOI:10.1104/pp.111.175778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene targeting applied to designedmutation breeding of high-tryptophan rice ISB News Report (2011)
  • 著者名/発表者名: Saika H, Toki S
  • 巻: No.12
  • ページ: 3-6
  • URL: http://www.nbiap.vt.edu/news/2011/Dec11.pdf
• [雑誌論文] 遺伝子ターゲッティング技術を利用したBS耐性イネの分子育種 (2010)
  • 著者名/発表者名: 雑賀啓明,遠藤真咲,土岐精一
  • 雑誌名: 日本農薬学会誌 巻: Vol.35 ページ: 172-175
  • DOI: DOI:10.1584/jpestics.W10-17
• [雑誌論文] Towards a highly efficient gene targeting system in higher plants (2009)
  • 著者名/発表者名: Saika H, Toki S
  • 雑誌名: Japan Agricultural Research Quarterly 巻: Vol.43 No.2 ページ: 81-85
  • URL: http://www.jircas.affrc.go.jp/english/publication/jarq/43-2/43-02-01.pdf
  • 査読あり
• [学会発表] 遺伝子ターゲッティングによる代謝改変イネの作出と解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 雑賀啓明,中林亮,及川彰,松田史生,小野寺治子,斉藤和季,土岐精一
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Tryptophan-fortified rice produced by designed mutation breeding via gene targeting (2011)
  • 著者名/発表者名: Saika H, Oikawa A, Matsuda F, Onodera H, Saito K, Toki S
  • 学会等名: Plant Biology 2011
  • 発表場所: 米国・ミネアポリス
  • 年月日: 2011-08-09
• [学会発表] 遺伝子ターゲッティングによる新規変異体作出とその利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 雑賀啓明,遠藤真咲,土岐清一
  • 学会等名: 第8回農薬バイオサイエンス研究会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] 遺伝子ターゲッティング技術を利用したトリプトファン高蓄積イネの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 雑賀啓明,及川彰,松田史生,小野寺治子,斉藤和季,土岐精一
  • 学会等名: 第28回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] 遺伝子ターゲッティングを利用した計画的変異育種-トリプトファン強化米の作出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 雑賀啓明,及川彰,松田史生,小野寺治子,斉藤和季,土岐精一
  • 学会等名: NIASシンポジウム「イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2010」
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] Molecular breeding of a tryptophan fortified rice via homologous recombination mediated gene targeting based on protein engineering (2010)
  • 著者名/発表者名: Saika H, Oikawa A, Matsuda F, Onodera H, Saito K, Toki S
  • 学会等名: The 12th World Congress of the International Association for Plant Biotechnology
  • 発表場所: 米国・セントルイス
  • 年月日: 2010-06-08
• [学会発表] 計画的な変異導入によるトリプトファン高蓄積イネの作出育種学研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 雑賀啓明,及川彰,松田史生,小野寺治子,斉藤和季,土岐精一
  • 学会等名: 日本育種学会第117回講演会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] タンパク質工学に基づいた遺伝子ターゲッティングによるトリプトファン強化イネの作出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 雑賀啓明,小野寺治子,土岐精一
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2009-12-12
• [図書] Humana Press Transgenic Plants : Methods and Protocols(Methods in Molecular Biology) (2012)
  • 著者名/発表者名: Saika H, Onodera H, Toki S
  • 総ページ数: 497
• [産業財産権] 相同組換えを利用したイネアントラル酸合成酵素の改変 (2009)
  • 発明者名: 土岐精一,雑賀啓明
  • 権利者名: 土岐精一,雑賀啓明
  • 産業財産権番号: 特許、特許出願2009-177959
  • 出願年月日: 2009-07-30