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。

When the laboratory で て and the cultivation タバコ (Nicotiana tabacum cv.SR1) を replaced the え system with the <s:1> て chloroplast group を, most of the を produced a て た た た. In そ の の ひ と つ, # 3-2 と pay け は た system, discipline replication の プ ラ ス ミ ド を chloroplast へ import し て た systems で あ る. The second generation は こ の の system since the colonization, if い leaf は born green で え て く る が, leaf が 発 da し て ancient く な る に つ れ white turn す る (ア ル ビ ノ に な る) と い う, extremely め て 徴 を phenotypes な す indicated. ま た, こ の ア ル ビ ノ タ バ コ は chloroplast ゲ ノ ム on の psbA が プ ラ ス ミ ド へ transitional し た, プ ラ ス ミ ド autologous が off し た こ と で, psbA を owe lost し た こ と も Ming ら か と な っ て い る. は, this study こ の ア ル ビ ノ タ バ コ に を materials, psbA を phase fill す る こ と で white の か ら green の form quality planning in body を make す る こ と が may か, ま た こ の phenomenon を using し て antibiotic substances を with い ず groups in え body を selected sorting で き な い か を beg す 検 る こ と を purpose と し た. こ れ ま で, light chemistry II の activity determination, chloroplast タ ン パ ク の analysis, chloroplast の electronic 顕 micromirror 観 examine な ど ア ル ビ ノ タ バ コ の, 徴 づ け を if い い, leaf は psbA を owe lost し て い る に も か か わ ら ず green で あ る と い う 観 examine か ら, PSII complex を た な く て も ク ロ ロ フ ィ ル は synthetic さ れ る Youdaoplaceholder0 と う new knowledge を た. ま た, coliform の strains を time す る こ と で, phase be 験 に must な psbA span を hold つ プ ラ ス ミ ド を build で き る こ と も わ か っ た. One side, the chloroplast plast morphology 転 is exchanged for で で, ア ビノ ビノ <s:1> phenotype が is supplemented by された green plants された to obtain られて な な な <e:1>. Reason を adjustable べ た と こ ろ, form quality planning in ベ ク タ ー の design に all match な point が 発 see さ れ た の で, こ の way で psbA の phase may fill が か, ま だ definitely the が つ い て い な い. This year, と, <s:1> ベ, ベ, タ, タ, <s:1> improvements to と and <s:1> て, nuclear ゲノムへ, <s:1> psbA introduction で may complement each other 検 検 to discuss た. Length そ の た め, psbA の に rbcS の ト ラ ン ジ ッ ト ペ プ チ ド を コ ー ド す る column を link し, こ の span を ア グ ロ バ ク テ リ ウ で ム method with い る ベ ク タ ー へ ク ロ ー ニ ン グ す る designated で あ っ た が, purpose と す る プ ラ ス ミ ド を build す る こ と が で き な か っ た.

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