新規ゲノム編集技術を用いた葉緑体ゲノム上の有用SNPsの単離とその集積利用

利用新型基因组编辑技术分离叶绿体基因组上有用的 SNP 并利用其积累

基本信息

批准号：
22KJ1004
负责人：
中里一星
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1004/
关键词：
ゲノム編集塩基編集植物シロイヌナズナ葉緑体プラスチド

项目摘要

葉緑体ゲノムにランダムに変異 [C:G対 (シトシンとグアニンのペア) からT:A対 (チミンとアデニンのペア) への塩基置換) を導入するための酵素の設計図となる人工DNA配列を作成し、これをシロイヌナズナの核ゲノムに導入した。シロイヌナズナの形質転換体第一世代の中には、葉緑体ゲノムの複数塩基が、一細胞に最大数千個あるとされる葉緑体ゲノムの一部で置換された個体が存在した。このように葉緑体ゲノムコピーの一部で生じた塩基置換は、世代を経ることでゲノムコピーの全てに広がる場合があるため、今後はこれらの個体の次世代の葉緑体ゲノム配列を解読することで、多様なアリルパターンを有する変異体集団を作出できるかどうかを検証する。また、上記の手法によって植物の形質を強化する葉緑体ゲノム上の塩基多型 (塩基多型) を同定できた場合、葉緑体ゲノム上の狙ったC:G対をT:A対に置換する手法 (標的一塩基置換法/ 既に達成・論文公表済) を用いて多様な作物種に水平導入することにより、葉緑体ゲノムを利用した作物育種の実現が期待される。そのためには、標的一塩基置換法によって多様なシトシンを置換できることが重要となるが、グアニンやシトシンの直後のシトシンを標的一塩基置換法によって置換できるかどうかは不明だった。そこで、これらのシトシンが置換可能かどうかを検証し、一細胞に多数コピー存在する葉緑体ゲノムの全てで置換できることを確認した (Nakazato et al., under revision)。

创建了人造DNA序列，以形成酶的蓝图，用于将随机突变引入叶绿体基因组[C：G对（Cytosine-Guanine Pair）（cytosine-Guanine Pair）的叶绿体基因组[碱基对基础）至一对（胸腺腺嘌呤对），并将其引入拟南芥的核基因组中。在第一代拟南芥转化体中，有一些人被叶绿体基因组的一部分取代了叶绿体基因组的多个基础，据说在一个细胞中，叶绿体基因组中的叶绿体基因组的一部分最高可达成千上万的碱基。因此，在叶绿体基因组拷贝的一部分中发生的基础取代可能会传播到产生的所有基因组副本，我们现在将检查是否可以通过解密这些个体的下一代叶绿体基因组序列来创建具有多种等位基因的突变体的群体。 Furthermore, if the above-mentioned method can identify nucleotide polymorphisms (base polymorphisms) on the chloroplast genome that enhance plant traits, it is expected that crop breeding using the chloroplast genome will be horizontally introduced into a variety of crop species using the method of replacing the target C:G pair on the chloroplast genome with T:A pair (target single base replacement method/already获得并发表的论文），从而使用叶绿体基因组实现了农作物育种。为此，重要的是，能够使用目标单碱基替代方法替换各种细胞，但是目前尚不清楚是否可以通过目标单个碱基替代方法代替鸟嘌呤或胞嘧啶后立即胞质。因此，我们验证了是否可以更换这些细胞，并确认它们可以被所有叶绿体基因组所取代，这些叶绿体基因组在一个细胞中的许多副本中（Nakazato等，在修订版中）。