ウイルスベクターを利用した野生種植物の遺伝子機能検証基盤の構築

野生種植物が示す耐性や抵抗性を支配する鍵遺伝子を同定することは重要である。多様な野生種植物の中には過酷な生育環境し、特異な形質を示すものが存在する。このような野生種が示す形質が、どの遺伝子によって決定づけられているかを明らかにできれば、作物育種あるいは植物科学に新たな知見をもたらすと期待される。しかし多くの野生種は形質転換系がなく、候補遺伝子の機能を直接検証することが困難である。そこで本研究では申請者らの研究グループで解析が進んでいるVigna属（アズキやササゲの仲間）野生種をモデルケースとして、対象とする野生種植物に最適化されたウイルスベクターの構築と、それを利用した遺伝子機能の検証手法の確立を目指す。本課題では第一に、Vigna属野生種植物の自生地で実際に感染しているウイルスを単離することに着手した。Vigna属野生種の自生地から葉サンプルを収集し、RNA-seq解析を実施した結果、Bean common mosaic virus (BCMV)とCucumber mosaic virus (CMV)の２種のウイルスが検出された。これらのウイルスを単離し、ウイルスの感染性クローン(cDNA)を合成した。次いでウイルス感染性クローンに外来遺伝子を組込むための制限酵素サイトを付加することで、ウイルスベクターを構築した。CMV ベクターを用いることでVigna属野生種の内在遺伝子の発現量を抑制すること、BCMVベクターを用いることで遺伝子組換えなしに外来遺伝子を発現させることにそれぞれ成功した。

野生種植物が示す耐性や抵抗性を支配する鍵遺伝子を同定することは重要である。多様な野生種植物の中には過酷な生育環境し、特異な形質を示すものが存在する。このような野生種が示す形質が、どの遺伝子によって決定づけられているかを明らかにできれば、作物育種あるいは植物科学に新たな知見をもたらすと期待される。しかし多くの野生種は形質転換系がなく、候補遺伝子の機能を直接検証することが困難である。そこで本研究では申請者らの研究グループで解析が進んでいるVigna属（アズキやササゲの仲間）野生種をモデルケースとして、対象とする野生種植物に最適化されたウイルスベクターの構築と、それを利用した遺伝子機能の検証手法の確立を目指す。本課題では第一に、Vigna属野生種植物の自生地で実際に感染しているウイルスを単離することに着手した。Vigna属野生種の自生地から葉サンプルを収集し、RNA-seq解析を実施した結果、Bean common mosaic virus (BCMV)とCucumber mosaic virus (CMV)の２種のウイルスが検出された。これらのウイルスを単離し、ウイルスの感染性クローン(cDNA)を合成した。次いでウイルス感染性クローンに外来遺伝子を組込むための制限酵素サイトを付加することで、ウイルスベクターを構築した。CMV ベクターを用いることでVigna属野生種の内在遺伝子の発現量を抑制すること、BCMVベクターを用いることで遺伝子組換えなしに外来遺伝子を発現させることにそれぞれ成功した。