Simultaneous expression system of herbicide-metabolizing genes key to the expression of multiple-herbicide resistance in E. phyllopogon

除草剂代谢基因的同时表达系统是毛茅多除草剂抗性表达的关键

• 批准号: 22H02347
• 负责人: 岩上 哲史
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02347/
• 关键词: タイヌビエ; 抵抗性; 雑草; 解毒代謝; 除草剤; P450; 形質転換

（１）タイヌビエゲノムの解読について、これまでの研究でシーケンス自体は完了していたものの、アセンブルについて改善の必要があった。ダウンサンプリングや交雑後代のddRADリードを利用してscafoldingし、大部分の染色体についてテロメア・トゥ・テロメアレベルの精度で解読することに成功した。構造アノテーションについても実施し、原因遺伝子単離に向けたゲノム基盤を構築することができた。交雑後代について、ddRAD-seqによる遺伝子型の決定と除草剤感受性の評価から、候補遺伝子領域を1 Mbpの範囲に絞り込むことができた。（２）多様な組織からRNAを抽出し、RNA-seq解析を実施した。得られたリードを用いて共発現解析を実施し、抵抗性を引き起こすP450遺伝子と共発現性の高い転写因子を同定した。遺伝子の機能解析に向け、P450遺伝子のプロモーター領域と、転写因子のコード領域をクローニングした。本遺伝子は（１）のゲノム領域とは異なる遺伝子座に座乗することから、抵抗性の原因となる遺伝子変異とは直接関係しないと考えられた。（３）タイヌビエ形質転換敬の構築に向け、タイヌビエのカルスについて形態的特性から３つに分類し、それぞれ再分化効率とパーティクルガンによる遺伝子導入効率を比較した。タイプ１とタイプ２のカルスが細分化効率および遺伝子導入効率が高いことが明らかになった。（４）P450の内生基質の特定に向け、in vitro実験系の構築に取り組んだものの成功していない。

（1）关于日本小米基因组的解码，虽然之前的研究已经完成了测序本身，但组装方面还需要改进。通过使用来自杂交后代的 ddRAD 读数进行下采样和搭建支架，我们成功地以端粒到端粒水平的精度解码了大多数染色体。还进行了结构注释，我们能够构建一个基因组平台来分离致病基因。对于杂交后代，我们通过使用 ddRAD-seq 确定基因型并评估除草剂敏感性，能够将候选基因区域缩小到 1 Mbp 范围。 (2)从各组织中提取RNA并进行RNA-seq分析。利用获得的线索，我们进行了共表达分析，并鉴定了与引起抗性的 P450 基因高度共表达的转录因子。为了对该基因进行功能分析，我们克隆了 P450 基因的启动子区域和转录因子的编码区域。由于该基因位于与基因组区域不同的位点(1)，因此认为它与引起抗性的基因突变没有直接关系。 (3)为了构建日本谷子的转化菌株，根据形态特征将日本谷子愈伤组织分为三种类型，并比较每种类型的再生效率和基因枪的基因转移效率。结果表明，1型和2型愈伤组织具有较高的细分效率和基因转移效率。 (4)我们尝试构建体外实验系统来鉴定P450的内源底物，但尚未成功。

项目成果

タイヌビエの高精度ゲノム解読からわかる日本国内の遺伝的多様性

通过日本小米的高精度基因组测序揭示日本的遗传多样性

• 发表时间: 2023
• 作者: Kawakubo Ayaka;Gallois Jean-Luc;Nakahara Kenji S.;佐藤光彦・岩上哲史・福西詩奏・杉浦快・保田謙太郎・磯部 祥子・白澤健太
• 通讯作者: 佐藤光彦・岩上哲史・福西詩奏・杉浦快・保田謙太郎・磯部 祥子・白澤健太