2011 Fiscal Year Annual Research Report
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
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21780010
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| Research Institution | National Institute of Agrobiological Sciences |
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Principal Investigator |
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)
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| Keywords | 遺伝子ターゲッティング / 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 / 代謝改変 |
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| Research Abstract |
相同組換えを利用した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非常に有用な技術である。本研究では、トリプトファン(Trp)合成の鍵酵素であるアントラニル酸合成酵素(AS)をコードするOASA2遺伝子に対し、GTによって計画的に点変異を導入することで、Trp高蓄積イネの作出を試みるとともに、機能付加米育種への応用を探る。また、従来の変異型酵素遺伝子の過剰発現アプローチとGTによる標的遺伝子の計画的改変アプローチとの比較を行い、その相違について理解を深める。
昨年度までの研究によって、GTを利用してOASA2遺伝子に目的の点変異(S126F/L530D、Y367A、Y367A/L530D)を導入したカルスを獲得することに成功した。これらのうち、変異型OASA2酵素の特性が大きく異なる2種類の変異(S126F/L530D、Y367A)が導入された個体の幼苗と完熟種子について遊離Trpを測定した。その結果、(1)改変型OASA2遺伝子をホモで有する個体はヘテロ個体よりTrp含量が高いこと、(2)in vitro解析で示された変異型OASA2の酵素活性とGT個体におけるTrp蓄積量に正の相関が見られこと、(3)GT個体の種子では茎葉部よりTrpが高蓄積していることが明らかになった。今年度は、Trpの高蓄積が確認されたS126F/L530Dを導入した系統の完熟種子について、メタボローム解析を行った。その結果、Trp以外の各種アミノ酸、Trpを基質として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。この結果は、変異型酵素遺伝子の過剰発現アプローチで作出されたイネのメタボローム解析で報告されている結果と同様であった。以上の結果から、GTは過剰発現アプローチと同様に代謝改変イネを作出するのに利用できることが実証きれた。
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[Presentation] 新規シトクロムP450遺伝子CYP72A31はイネにおける除草剤ビスピリバックナトリウム耐性に関与する2012
Author(s)
雑賀啓明, 田口(塩原)文緒, 堀清純, 田中剛, 松本隆, 伊藤剛, 矢野昌裕, 堀田順子, 角康一郎, 清水力, 土岐精一
Organizer
日本育種学会第121回講演会
Place of Presentation
宇都宮大学
Year and Date
2012-03-30
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