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2023 年度 実施状況報告書

エピジェネティックなトランスポゾン時空間特異的転移制御による果実発達機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K19113
研究機関京都大学

研究代表者

山根 久代  京都大学, 農学研究科, 准教授 (80335306)

研究分担者 西山 総一郎  京都大学, 農学研究科, 助教 (50827566)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
キーワード果樹 / トランスポゾン / DNAメチル化
研究実績の概要

最近、グローバルなDNAメチル化/脱メチル化が果実の成熟プログラムに関与することはトマトなど多くの果実で報告されている(Liu et al., 2015; Huang et al., 2019)。また、色素合成に関わるMYB遺伝子領域のトランスポゾン挿入ならびにそれに伴うDNAメチル化の変化が、ブドウなどの果実色変異の原因であることも知られている(Butelli et al., 2012; Castillejo et al., 2020)。一方、代表者らはブルーベリーの成熟におけるエピゲノム動態について研究を進める過程で、トランスポゾンがある特定の時期にある特定の器官で正確に切り出される、すなわち植物がトランスポゾンを正確に制御し、果実発達制御に利用していることを示唆する現象を発見した。
本研究の目的は、果実着色における時空間特異的トランスポゾン制御の関与の可能性を検証し、その制御メカニズムを明らかにすることである。これまでに、果実の着色開始時にDNAメチル化レベルが変動することを明らかにでき、DNAメチル化がブルーベリーの着色に関わる可能性を示した。
本年度は、①着色遺伝子近傍のトランスポゾン配列解析、②トランスポゾン制御遺伝子候補の機能評価実験に用いるための早期開花ブルーベリー個体の作出をおこなった。①については、トランスポゾン様配列の一部を特定できたが、全配列決定には至らなかった。一方②については、形質転換効率の改良をおこない、開花抑制遺伝子をゲノム編集によりノックアウトすることで、通常個体よりも半年早く開花する個体の作出に成功した。

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

果実着色遺伝子近傍に位置するトランスポゾン配列を決定するため、nanoporeシークエンス技術を応用することを試みたが、解析に必要な高品質DNAを果実から抽出することが困難だった。そのためこの区分の研究の進展はやや遅れていると判断した。一方、機能評価実験に用いるための材料の整備・獲得には成功した。

今後の研究の推進方策

果実からのDNA抽出法を改良する実験に加えて、栄養生長器官から抽出したDNAで着色遺伝子近傍の配列を決定し、得られる情報からPCRによってトランスポゾン配列の決定を試みたい。

次年度使用額が生じた理由

実験方法を改良して、次年度にロングリードシークエンスをおこなうため

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] 鄭州林業研究所(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      鄭州林業研究所
  • [雑誌論文] Effects of the DNA methylation inhibitor, 5-azacitidine on rabbiteye blueberry ‘Tifblue’ fruit ripening2023

    • 著者名/発表者名
      Bao Y.、Yamane H.、Li T.、Gao-Takai M.、Nakano R.、Tao R.
    • 雑誌名

      Acta Horticulturae

      巻: 1381 ページ: 19~26

    • DOI

      10.17660/ActaHortic.2023.1381.3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Transient Expression for Functional Analysis in Fruit Using the Tsukuba System Vector2023

    • 著者名/発表者名
      Omori Masafumi、Fujiwara Yosuke、Yamane Hisayo、Miura Kenji、Tao Ryutaro
    • 雑誌名

      The Horticulture Journal

      巻: 92 ページ: 261~268

    • DOI

      10.2503/hortj.QH-062

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The evaluation of CRISPR-Cas9-mediated editing efficiency using endogenous promoters in tetraploid blueberry2023

    • 著者名/発表者名
      Omori M.、Yamane H.、Osakabe K.、Osakabe Y.、Tao R.
    • 雑誌名

      Acta Horticulturae

      巻: 1362 ページ: 49~56

    • DOI

      10.17660/ActaHortic.2023.1362.8

    • 査読あり
  • [学会発表] Characterization of ethylene and ABA biosynthesis and response in rabbiteye blueberry ‘Tifblue’2023

    • 著者名/発表者名
      Bao, Y., H. Yamane, R. Nakano, M. Gao-Takai and R. Tao.
    • 学会等名
      The 4th Asian Horticulture Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards the understanding of the role of ethylene in fruit ripening of highbush blueberry culitvars2023

    • 著者名/発表者名
      Ponce, C., H. Yamane, R. Nakano, and R. Tao.
    • 学会等名
      NTU-KU Joint Symposium on Horticultural Science
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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