Transposon-mediated mutagenesis and its application to plant breeding

Abstract

キーワード エピジェネティクス ，シトシンメチル化，適応進化，突然変異誘発，トランスポゾン，有用形質 はじめに トランスポゾンは，染色体上を移動（転移）する DNA 断片であり，その転移によって遺伝子の機能や染色体の 構造を改変することで，ゲノムの多様性を拡大する．育 種学研究において，転移活性を有するトランスポゾンは， 有用品種の作出や遺伝子の機能解析を目的とした変異創 成に利用されている．本ワークショップでは，育種上重 要な形質にトランスポゾンが関与する事例を紹介すると ともに，トランスポゾンの転移の制御やトランスポゾン を利用した変異集団の創成に関して議論し，育種を推進 するツールとしての利用可能性を検証した．議論の対象 とする具体的な視点として，以下のことを挙げた． ・トランスポゾンの転移はどのように制御され，どのよ うに起きているのか ・トランスポゾンの転移を人為的に制御することはどの 程度まで可能なのか ・トランスポゾンの転移を利用した変異誘発を行う場 合，どのようなことを考慮する必要があるのか ・トランスポゾンの転移によってどのような植物が作出 されているのか，有用な植物は出来得るのか 各演者はこれらのことに留意をして準備し，情報を提 供した．すでにトランスポゾンを育種に利用している研 2015 年 1 月 20 日受領 Correspondence: kanazawa@res.agr.hokudai.ac.jp 究者，ならびに，これからその利用を考えている研究者 にとって，情報を整理して新たな方向性を見出す機会と なることを本ワークショップの主な到達目標とした． 演題 1 遺伝子重複とレトロトランスポゾンの挿入を介 したダイズの適応進化 金澤 章・土屋真弓・阿部 純（北大・院・農） トランスポゾンの挿入によって遺伝子が破壊された場 合，単純にはその個体の環境適応力が低下することが想 定される．しかしながら一方で，環境の適応にトランス ポゾンの転移・挿入が寄与していると考えられる事例が 存在する．このことから，トランスポゾンを利用した育 種において，個体の環境に対する適応力を向上させるこ とも，その目標の一つとして想定できる．本発表では， トランスポゾンの挿入が環境の適応に寄与した事例とし て，ダイズのレトロトランスポゾン SORE-1 を挙げ，そ の挿入による環境適応の獲得機構ならびに転写の制御と 転移の実態に関する解析結果を紹介した．また，これま でに得られている知見に基づき，トランスポゾンの挿入 による変異創成の幅広さを考察した． ダイズは 4 倍体を起源とする 2 倍体植物であり，その ゲノムにおいては遺伝子の 75%が重複して存在する．重 複した遺伝子に関する古典的な進化モデルでは，重複し た遺伝子の一方が偽遺伝子化する，もしくは新機能を獲 得し，異なる遺伝子になると予想されていた．しかしな がら，さまざまな生物においてゲノム情報が蓄積するに 育種学研究 17: 77-87 (2015)