ウキクサ植物によるデンプン生産性向上のための有用株選抜と休眠制御技術の開発

有用菌株的选择和休眠控制技术的开发以提高浮萍植物的淀粉生产率

基本信息

批准号：
20K06342
负责人：
伊藤照悟
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06342/
关键词：
光周性環境応答概日時計休眠ウキクサバイオマス

项目摘要

現在使用されている耕作地以外の場所での、食料生産と競合しないバイオマス植物の増産は、完全循環型社会の形成の実現に必要不可欠な課題である。ウキクサ植物は通常生育時には高タンパク質含有（乾燥重量の約40%）で家畜・魚の飼料として利用されている。世界中に広く分布するウキクサ植物は、属・種によって様々な光周性応答を示す。比較的高緯度地方の世界中に分布するキタグニコウキクサのL.t.6619株では短日依存的に休眠を誘導し、休眠芽を発達させることで生育に不適切な環境下を休眠状態でやり過ごす生存戦略を発達させている。休眠誘導時にはデンプンを体内に高蓄積させるため、デンプンを利用した加工しやすいバイオマスエネルギー生産への応用が期待できる。本年度は、休眠時に発現誘導され、休眠芽の発達に関与すると予想される転写因子群の機能解析のため、着目因子の化合物による遺伝子誘導が可能な形質転換キタグニコウキクサ植物体を作出し解析を行った。また、光周性休眠応答性を示さないムラサキコウキクサにおける着目因子の過剰発現形質転換植物体の作出も開始した。更に休眠誘導時の遺伝子発現制御機構と概日時計との関連を明らかにするための詳細なRNAseq解析のためにlasyseq法の導入を試みた。今後、lasyseqの結果の解析をもとに休眠誘導の有無のサンプル間、休眠誘導応答性の有無のクローン株間の比較解析することで、候補遺伝子の分子機能解析をすすめる。

在现有耕地以外的地区增加不与粮食生产竞争的生物质工厂的生产是实现完全循环型社会的一个重要问题。浮萍植物在生长时通常含有高蛋白质含量（约干重的 40%），可用作牲畜和鱼类的饲料。浮萍植物广泛分布于世界各地，根据属和种的不同表现出不同的光周期响应。浮萍L.t 6619菌株分布于世界各地较高纬度地区，以短日照依赖性方式诱导休眠并发育出休眠芽，从而形成了在不适合生长的环境下以休眠状态生存的生存策略。正在发展。由于淀粉在休眠诱导期间在体内大量积累，因此有望应用于易于利用淀粉加工的生物质能源生产。今年，为了分析一组转录因子的功能，这些转录因子在休眠期间被诱导表达，并且预计其表达与休眠芽的发育有关，我们将创建并分析转化的Lemna milkis植物，其中的基因可以被由感兴趣的化合物引起。此外，我们已经开始培育在 Purple Kweed 中过度表达目标因子的转基因植物，这种植物不表现出光周期休眠响应性。此外，我们尝试引入Lasyseq方法进行详细的RNAseq分析，以阐明滞育诱导过程中基因表达控制机制与生物钟之间的关系。今后，我们将根据Lasyseq结果的分析，通过比较有和没有休眠诱导的样品以及有和没有休眠诱导反应的克隆株来进行候选基因的分子功能分析。