Production of marker-free transplastomic plants using complementation of the psbA-deletion mutant

利用 psbA 缺失突变体的互补生产无标记转质体植物

• 批准号: 20H02961
• 负责人: 寺地 徹
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kyoto Sangyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-20H02961/
• 关键词: 葉緑体形質転換; psbA; 欠失変異体; アルビノ; タバコ; 光化学系II; マーカーフリー; 葉緑形質転換; 葉緑体; シャトルベクター; 形質転換

当研究室では、栽培タバコ（Nicotiana tabacum cv. SR1）を用いて葉緑体の組換え系統を多数作出してきた。その中のひとつ、#3-2と名付けた系統は、自律複製型のプラスミドを葉緑体へ導入して得た系統である。この系統の自殖第2代は、若い葉は緑色で生えてくるが、葉が発達して古くなるにつれ白色化する（アルビノになる）という、極めて特徴的な表現型を示す。また、このアルビノタバコは葉緑体ゲノム上のpsbAがプラスミドへ移行した後、プラスミド自体が脱落したことで、psbAを欠失したことも明らかとなっている。本研究は、このアルビノタバコを材料に、psbAを相補することで白色の葉から緑色の形質転換体を作出することが可能か、またこの現象を利用して抗生物質を用いず組換え体を選抜できないかを検討することを目的とした。これまで、光化学系IIの活性測定、葉緑体タンパク質の分析、葉緑体の電子顕微鏡観察などアルビノタバコの特徴づけを行い、若い葉はpsbAを欠失しているにもかかわらず緑色であるという観察から、PSII複合体を持たなくてもクロロフィルは合成され得るという新知見を得た。また、大腸菌の菌株を工夫することで、相補実験に必須なpsbA全長を持つプラスミドを構築できることもわかった。一方、葉緑体の形質転換では、アルビノの表現型が相補された緑色植物は得られていない。原因を調べたところ、形質転換ベクターの設計に不都合な点が発見されたので、この方法でpsbAの相補が可能か、まだ決着がついていない。今年度は、このベクターの改良と並行して、核ゲノムへのpsbA導入で相補可能か検討した。そのため、psbAの全長にrbcSのトランジットペプチドをコードする配列を連結し、この全長をアグロバクテリウム法で用いるベクターへクローニングする予定であったが、目的とするプラスミドを構築することができなかった。

Nicotiana tabacum cv. SR1) Most of the chloroplasts were replaced by chloroplasts. In addition, the chloroplast introduction system of the self-replicating type can be described as follows: The second generation of this system shows the extremely characteristic phenotype of green leaves growing green, white leaves growing green, and white leaves growing green. The psbA on the chloroplast was removed and the psbA on the chloroplast was removed. The purpose of this research is to explore the possibility of making a physical transformation from white leaves to green leaves using psbA as a complementary material, and to make use of this phenomenon to make possible the use of antibiotics and the selection of components for replacement. The activity determination of photochemical system II, the analysis of chloroplast quality, the electron microscopic observation of chloroplast, the characterization of chloroplast, the detection of PSbA, the synthesis of PSII complex, and the new knowledge were obtained. The length of the psbA must be maintained. The phenotype of chloroplasts is complementary to that of green plants. The reason is that the design of psbA is not consistent with the design of psbA, and the method of psbA is complementary to the design of psbA. This year, the improvement and parallel implementation of this technology will be discussed, and the introduction of psbA in core modules may complement each other. The full length of the PSBA is linked to the full length of the rbcS, and the full length of the PSBA is linked to the full length of the rbcS.

项目成果

易変異性を示すタバコを用いたド・フリースによる突然変異説の再考

使用可变烟草重新考虑德弗里斯的突变理论

• 发表时间: 2020
• 作者: 辻村真衣;佐野峯遥香;寺地徹
• 通讯作者: 寺地徹

自律複製型の葉緑体形質転換ベクター作製の試み

尝试创建自主复制叶绿体转化载体

• 发表时间: 2021
• 作者: 山岸 博,橋本 絢子;中村 天音;森田 佳奈;寺地 徹;寺地 徹;寺地 徹
• 通讯作者: 寺地 徹

葉緑体DNA断片を用いた自律複製型の葉緑体形質転換ベクターの構築

使用叶绿体 DNA 片段构建自主复制叶绿体转化载体

• 发表时间: 2020
• 作者: 山岸 博,橋本 絢子;中村 天音;森田 佳奈;寺地 徹;寺地 徹;寺地 徹;山岸博，橋本絢子，中村天音，森田佳奈，寺地徹;山岸博，軸屋 恵，奥城佳奈子，橋本絢子，福永明日美，竹中瑞樹，寺地徹;中元海里，馬場裕士，植村香織，寺地徹
• 通讯作者: 中元海里，馬場裕士，植村香織，寺地徹

葉緑体内で自律複製する形質転換 ベクターの開発

开发在叶绿体内自主复制的转化载体

• 发表时间: 2021
• 作者: 馬場 裕士;見田 知一;中元 海 里;植村 香織;寺地 徹
• 通讯作者: 寺地 徹

植物生産現場―遺伝子組換え作物とゲノム編集作物に対する取り組み―

植物生产基地 - 转基因作物和基因组编辑作物的举措 -

• 发表时间: 2021
• 作者: 山岸 博,橋本 絢子;中村 天音;森田 佳奈;寺地 徹;寺地 徹
• 通讯作者: 寺地 徹