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ゲノムデザインと自由な書き換えによる高収量コムギの創出

通过基因组设计和自由重写创造高产小麦

基本信息

批准号：
21K19127
负责人：
今井亮三
金额：
$ 4.16万
依托单位：
National Agriculture and Food Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、タンパク質分子デザインとノックイン型ゲノム編集技術を組み合わせることで、デンプン生合成能を強化した高収量コムギを創出する。コムギのWheat sucrose synthase (WSUS)はスクロースからUDP-グルコースを生成する糖転移酵素であるが、これにアミノ酸置換を土運輸することにより、ADP-グルコース生成型へ改変可能である。ADP-グルコースはデンプン生合成の唯一の基質であるため、変異型WSUSを胚乳細胞で発現させることができれば、コムギ種子へのデンプン蓄積を高め、子実収量の大幅な増加が期待できる。R3年度までにターゲットとなるWSUS3遺伝子を同定し、変異遺伝子をデザインした。R4年度は、糖ヌクレオチド認識モチーフに4つのアミノ酸置換を導入した組換えタンパク質を大腸菌より精製し、in vitroで酵素活性を測定した。活性試験から、アミノ酸置換型WSUSのADP-グルコース生成能を評価した。変異体では、ADP-グルコース合成活性が向上していることが確認された。また胚乳特異的に発現するWSUS3を標的遺伝子に、iPBノックイン法によるゲノム編集を行なった。In/del導入効率に優れるガイドRNAと種々のドナーDNAを組み合わせることで、目的とするアミノ酸変異を持つコムギ系統を１系統作出することに成功した。現在は、当該系統の世代促進して種子を増殖中でる。次年度は、増殖種子を用いて、ゲノム編集系統の形質評価を行なっていく予定である。

In this study, we focus on the application of molecular technology in the production of high-volume synthetic materials. In the Wheat sucrose synthase (WSUS) system, the production of sugar transferase, acid transfer, and ADP- production may be affected. ADP- biosynthesis is unique in the production of endosperm cells in WSUS. The cells of the endosperm show that the cells of the endosperm are of the highest quality, and the amount of the baby is very high. For the year R3, you will find that the WSUS3 is the same, and that you have the same decision. R4, glucose, glucose, acid, acid Active, acid-loaded, acid-loaded, active, acid-loaded, acid-loaded, acid-loaded, Make sure that the synthetic activity is up-regulated and confirmed by ADP-. The endosperm feature shows the child of the WSUS3 feature, and the iPB endosperm feature method is required to edit the set of rows. The In/del input rate is very high, and the performance of the RNA system is very high. The DNA system is designed to ensure the success of the system. At present, the current system promotes the colonization of mackerel from generation to generation. For the next year, the production system will be used to determine the size of the system.