Clarification of apomixis phenomenon and its application by using ASG-1 gene

ASG-1基因对无融合生殖现象的阐明及其应用

• 批准号: 22K05588
• 负责人: 陳 蘭庄
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Minami Kyusyu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05588/
• 关键词: アポミクシス; ASG-1 遺伝子; ギニアグラス; シロイヌナズナ; イネ; 胚的発育機構; 全ゲノムシーケンシング; ゲノム編集(CRISPR/Cas9); ASG-1; 無性生殖; 多胚形成; 雑種固定

アポミクシスは、母親の遺伝子型だけが子供に伝わる生殖様式である。この現象を実利用できれば、一代雑種の固定などへの応用が可能となるなど、「緑の革命」以上の経済効果が期待されている。我々はイネ科牧草ギニアグラスを用いてアポミクシスが特異的に発現する遺伝子（ASG-1）の捕捉及び機能解析を行っている。HSP prom.::ASG-1::GFPをシロイヌナズナに導入した結果、アポミクシス様現象が見つかった。本研究では、HSP prom.::ASG-1::GFPを用いて、1)組換えシロイヌナズナにおける多胚嚢と多胚形成の発生機構の解明；2)組換えギニアグラスの作出とその作用機構の解明；３)組換え四倍体イネの作出と機能解析を行い、ASG-1の胚的発育機構の解明とその応用的展開を目指す。初年度では、１）これまでに開花後の生育ステージの大きな子房しか観察できなかったが、開花前の子房を微分干渉顕微鏡による観察法を確立した。２）（１）まず、有性生殖系統ギニアグラスの種子と子房を用いてそれぞれの植物体再生系を確立した。（２）アポスポリー性ギニアグラス系統のゲノム上のASG-1領域やその周辺配列・遺伝子について情報を得るため、Illuminaのシーケンサーを用いて当該系統の全ゲノムをシーケンシングし、150Gb程度（全ゲノム配列の150倍程度）のリードを得た。これを用いてゲノムアッセンブリを試みたところ、得られたコンティグのサイズは概して小さかったが、ASG-1のタンパク質コード領域の配列の大部分を含むコンティグが得られた。（３）また、ASG-1遺伝子の塩基配列を基に、ゲノム編集(CRISPR/Cas9)コンストラクトを５個作成した。それらをアグロバクテリウムのHA105株にCRISPR-Cas9コンストラクトを形質転換した。３）数品種の四倍体イネの成熟種子から組み換え用のカルス形成が得られた。

Apomixis是一种生殖模式，其中只有母亲的基因型被传播给孩子。如果可以在实践中使用这种现象，则可以将其应用于固定产生的杂种，并有望具有大于“绿色革命”的经济作用。我们正在使用草丛几内亚草捕获和分析Apomixisis（ASG-1）特异性表达的基因。 HSP舞会的引入：:: asg-1:: GFP进入拟南芥，揭示了一种类似Apomixisis的现象。在这项研究中，我们使用HSP Prom.:: asg-1:: GFP到1）阐明了重组拟南芥中聚晶状体和聚晶状体形成的发育机制； 2）阐明重组几内亚草的产生及其作用机理； 3）阐明重组四倍体水稻的生产和功能分析，并旨在阐明ASG-1的胚胎发育机制及其应用开发。在第一年，1）到目前为止，只有大卵巢能够在开花后观察到，但是使用差分干扰显微镜建立了一种预花前卵巢的观察方法。 2）（1）首先，使用性生殖系几内亚草的种子和卵巢建立了每个植物再生系统。 （2）为了获取有关垂直豚鼠菌株的基因组上的ASG-1区域的信息，使用Illumina Sequencer对菌株的整个基因组进行了测序，并获得了约150 GB（约150 GB（约150 GB）（约150倍的总基因组序列））。这用于尝试基因组组装，尽管所得重叠群的大小通常很小，但我们获得了一个包含ASG-1蛋白质编码区域的大多数序列的重叠群。 （3）还基于ASG-1基因的核苷酸序列创建了五个基因组编辑（CRISPR/CAS9）构建体。通过CRISPR-Cas9构建体将它们转化为HA105菌株。 3）从几个四倍体大米的成熟种子获得重组愈伤组织形成。

项目成果

集団選抜を用いた宮崎在来野菜「糸巻き大根」の品種改良～MR-T系統の育成～。

通过大规模选择对宫崎本地蔬菜“丝卷萝卜”进行品种改良 - 开发 MR-T 系列。

• 发表时间: 2023
• 作者: 陳 蘭庄・萬代 翔・八木 翔太郎・木村 雄樹・阿部 風雅・猿楽 長征

宮崎在来野菜「佐土原」ナスを用いた品種間交雑による品種改良～'くろわし'ｘ「佐土原」のＦ5世代から新系統の育成～。

使用宫崎本地蔬菜“佐原”茄子进行杂交改良～从“黑芥”ד佐原”的F5代中培育出新品种。

• 发表时间: 2022
• 作者: 陳 蘭庄・萬代 翔・八木 翔太郎・木村 雄樹・阿部 風雅・猿楽 長征;陳蘭庄・比恵島伴和・江本尚哉・吉村和人 ・吉崎新太
• 通讯作者: 陳蘭庄・比恵島伴和・江本尚哉・吉村和人 ・吉崎新太