| 研究課題/領域番号 |
22K05761
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
川合 伸也 東京農工大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (90202027)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | リグニン / イネ / 矮化 / リグニン炭水化物複合体 / アラビノフラノシダーゼ |
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| 研究実績の概要 |
リグニンと多糖類間の結合を減らすことによる易脱リグニン含有植物作出という新たなアプローチを試みた。リグニンはフェルラ酸残基を介したエステル・エーテル結合によりセルロースやヘミセルロースのような構造性多糖と結合し、lignin carbohydrate
complex (LCC)を形成している。このLCCを開裂する担子菌であるCoprinopsis cinerea由来のアラビノフラノシダーゼCcAbf62Aの遺伝子をイネに導入したところ、作出された組換えイネは著しい矮化と極めて多数の分げつをして、芝生の様な形質を示す系統が約1/3の頻度で得られた。イネ科植物にはアラビノキシランが多く、それとリグニンが結合したLCCの存在様式がイネの生長や分げつに係わっている可能性があり、興味深い。著しい矮化を示した形質転換イネは馴化できなかったため、そのような著しい矮化と極めて多数の分げつを示す組換えイネと中間的形質を示す組換えイネとコントロールの組換えイネを比較して、遺伝子の発現パターンと形質の関係をトランスクリプトーム解析するとともに、LCCにおけるヘミセルロースとリグニンの間の結合数の関連を確認することを目的とした。また、この著しい矮化や分けつの増加がCcAbf62Aに特有のものかどうかを他のアラビノフラノシダーゼ遺伝子をイネに導入して調べることにして、Coprinopsis cinerea由来の他のアラビノフラノシダーゼの遺伝子であるCcAbf62B, CcAbf62Cの遺伝子を単離してイネへの発現導入ベクターを構築した。現在、中間的形質のイネの後代を隔離バイオトロン中で得て、継代している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現在、Coprinopsis cinerea由来のアラビノフラノシダーゼCcAbf62A, B, Cの三種類の遺伝子が単離され、植物内で発現できるようにアグロバクテリウムを用いた形質転換のための発現ベクターへの組み込みも成功している。ただ、その遺伝子導入ベクターを構築するのに新たに加わった学生の遺伝子組換え操作の不慣れにより予定より3ヶ月ほど遅れてしまった。そして、イネへの遺伝子導入を早急に行う予定である。ただし、形質転換体を得て、組換えイネ個体を馴化し、遺伝子解析、形質解析をするまでには少々時間がかかるのが通例である。
イネの茎から細胞壁成分を抽出してLC-MSやGC-MSや
NMRなどの化学分析や、そのまま凍結乾燥したものをATR (Attenuated Total Reflection)アクセサリを装備したIR分析装置や顕微ラマン分光装置に掛けて分析した結果、有意な差が得られたが、それが何を意味しているのかを現在、解析中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
Coprinopsis cinerea由来のアラビノフラノシダーゼCcAbf62A, B, Cの三種類の遺伝子が発現している形質転換イネを得てから、同じ条件で生育させてトランスクリプトーム解析等を一気に行う予定であり、この部分に少し遅れが生じてしまったので、イネの形質転換体の作製を鋭意進めていく。イネの形質転換は研究室で良く行っているので、特別な事情がない限り大きな問題にはならない。
形質転換体の解析では、同じ条件で生育させたものを用いなければならないため、発芽や大きさなどその条件を同一にする必要があり、試行錯誤する必要がある。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
12,206円と少額であり、翌年度分の請求額と合わせて執行しても、ほとんど変更は生じない。
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