プロモーター配列のメチル化によるサイレンシングを利用した遺伝子ノックアウト育種法

利用启动子序列甲基化沉默的基因敲除育种方法

基本信息

批准号：
14656002
负责人：
金澤章
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

遺伝子の機能解析を行うための方法ならびに植物における分子育種を推進する上で、ノックアウト系統の作出法の開発は重要な課題である。安定な遺伝子ノックアウトを得る方法として、プロモーター配列のメチル化を誘導し、それによる遺伝子特異的な転写不活性化を行うことがあげられる。本研究においては、植物細胞における遺伝子のプロモーター配列のメチル化の分子機構を解明すること、ならびにその原理に基づいて分子育種に利用可能な遺伝子のノックアウト系統を作成する方法を確立することを目的として研究を行った。プロモーターがメチル化されることによって遺伝子発現が変化する現象の分子機構を解析する系として、ペチュニアにおいてCaMV35Sプロモーター制御下で発現するカルコーン合成酵素遺伝子(CHS-A)を導入したペチュニア系統を用いた。この遺伝子の過剰発現によって、本来紫色に着色する花弁においてサイレンシング(コサプレッション)が誘導されることで白色の花弁をつけるようになった系統、および、それに由来する紫色の花をつける復帰系統の比較を行った。その結果、トランスジーンが転写不活性化されている復帰系統において、トランスジーンのプロモーター配列のas-1配列を含む転写開始点の近傍の領域におけるメチル化の状態が、転写活性のある系統より高いことを見出した。また、CaMV35Sプロモーター配列に対する転写因子の結合が、プロモーター配列のメチル化によってin vitroで阻害されることを明らかにした。さらに、二本鎖RNAを介したトランスジーンのプロモーター配列のトランスなメチル化系の開発を行った。

开发产生敲除系的方法是促进植物基因功能分析和分子育种方法的重要课题。获得稳定基因敲除的一种方法是诱导启动子序列甲基化，从而进行基因特异性转录失活。本研究的目的是阐明植物细胞中基因启动子序列甲基化的分子机制，并建立一种创建可用于分子育种的基因敲除系的方法。作为分析启动子甲基化引起的基因表达变化的分子机制的系统，我们使用了矮牵牛系，其中在CaMV35S启动子的控制下表达的查尔酮合酶基因（CHS-A）被引入矮牵牛中。。该基因的过度表达会导致最初呈紫色的花瓣沉默（共抑制），从而产生现在具有白色花瓣的品系，以及产生源自该基因的紫色花朵的回复品系。结果，我发现，在转基因无转录活性的回复系中，转录起始位点附近区域（包括转基因启动子序列的 as-1 序列）的甲基化状态高于具有转录活性的系。那。我们还发现，转录因子与 CaMV35S 启动子序列的结合在体外受到启动子序列甲基化的抑制。此外，我们开发了使用双链RNA的转基因启动子序列的转甲基化系统。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Kazunori Goto: "A simple and rapid method to detect plant siRNAs using nonradioactive probes"Plant Molecular Biology Reporter. 21. 51-58 (2003)

Kazunori Goto：“一种使用非放射性探针检测植物 siRNA 的简单快速方法”植物分子生物学记者。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Jun Abe: "Soybean germplasm pools in Asia revealed by nuclear SSRs"Theoretical and Applied Genetics. 106. 445-453 (2003)

安倍晋三：“核 SSR 揭示的亚洲大豆种质库”理论与应用遗传学。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Jun Abe: "Photoperiod-insensitive Japanese soybean landraces differ at two maturity loci"Crop Science. 43. 1300-1304 (2003)

安倍淳：“光周期不敏感的日本大豆地方品种在两个成熟位点上有所不同”《作物科学》。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

島本義也: "農学生命科学(バイオテクノロジー)祖田修・松田藤四郎編「戦後日本の食料・農業・農村第10巻農業および農業教育、普及」"農林統計協会. 552 (2003)

岛本义哉：“农业生命科学（生物技术）苏田修和松田敏郎编辑。“战后日本的食品、农业和农村地区第 10 卷农业、农业教育和推广””农业和林业统计协会 552（2003 年）。

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发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Kazunori Goto: "A simple and rapid method to detect plant siRNAs using nonradioactive probes"Plant Molecular Biology Reporter. 21. 1-8 (2003)

Kazunori Goto：“一种使用非放射性探针检测植物 siRNA 的简单快速方法”植物分子生物学记者。

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