イネ科作物細胞壁におけるフェルラ酸およびp-クマル酸エステルの機能解明

本研究では、イネ科植物に特有の細胞壁成分であるケイヒ酸エステル（フェルラ酸およびp-クマル酸エステル）の蓄積が、イネ科植物の形態や強度維持にどのように関与しているのかを明らかにすることを目的としている。特に、フェルラ酸およびp-クマル酸エステルの合成に関わるとされているBAHD遺伝子が、イネやソルガムの生育や強度に及ぼす影響を明らかにする。イネおよびソルガムのBAHD遺伝子の系統樹解析から、フェルラ酸およびp-クマル酸エステルの合成に関わるとされている5グループ12遺伝子を抽出した。データベースおよび発現解析より、節間(茎)で発現が高い4グループの遺伝子について、ゲノム編集による遺伝子破壊個体またはRNAiによる遺伝子発現抑制個体用のベクターと形質転換体の作製を行った。イネのゲノム編集系統では、1つのグループにおいて遺伝子配列が変化した個体を得ることができた。その他のグループについては遺伝子変異個体が得られなかったため、RNAiによる発現抑制個体を作製した。ソルガムは遺伝子導入が非常に難しく、グループIVの遺伝子についてのみ、RNAi形質転換系統が少なくとも2系統得られた。一部の系統では葉色の変化が認められており、BAHD遺伝子がイネ科植物の生育に関与する可能性が出てきている。今後は得られたゲノム編集個体およびRNAi発現抑制個体の生育解析および細胞壁の特性解析を進め、ケイヒ酸エステルの蓄積とイネ科植物の生育との関連を明らかにしていく。

本研究では、イネ科植物に特有の細胞壁成分であるケイヒ酸エステル（フェルラ酸およびp-クマル酸エステル）の蓄積が、イネ科植物の形態や強度維持にどのように関与しているのかを明らかにすることを目的としている。特に、フェルラ酸およびp-クマル酸エステルの合成に関わるとされているBAHD遺伝子が、イネやソルガムの生育や強度に及ぼす影響を明らかにする。イネおよびソルガムのBAHD遺伝子の系統樹解析から、フェルラ酸およびp-クマル酸エステルの合成に関わるとされている5グループ12遺伝子を抽出した。データベースおよび発現解析より、節間(茎)で発現が高い4グループの遺伝子について、ゲノム編集による遺伝子破壊個体またはRNAiによる遺伝子発現抑制個体用のベクターと形質転換体の作製を行った。イネのゲノム編集系統では、1つのグループにおいて遺伝子配列が変化した個体を得ることができた。その他のグループについては遺伝子変異個体が得られなかったため、RNAiによる発現抑制個体を作製した。ソルガムは遺伝子導入が非常に難しく、グループIVの遺伝子についてのみ、RNAi形質転換系統が少なくとも2系統得られた。一部の系統では葉色の変化が認められており、BAHD遺伝子がイネ科植物の生育に関与する可能性が出てきている。今後は得られたゲノム編集個体およびRNAi発現抑制個体の生育解析および細胞壁の特性解析を進め、ケイヒ酸エステルの蓄積とイネ科植物の生育との関連を明らかにしていく。