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J-GLOBAL ID：202102271090289418   整理番号：21A2060942

CRISPR/Cas9を用いたイネ(Oryza sativa L.)OsSPL16遺伝子のプログラム編集はピルビン酸酵素と細胞周期蛋白質の発現を調節することにより穀粒収量を改善する【JST・京大機械翻訳】

Programmed Editing of Rice (Oryza sativa L.) OsSPL16 Gene Using CRISPR/Cas9 Improves Grain Yield by Modulating the Expression of Pyruvate Enzymes and Cell Cycle Proteins

著者 (8件)： Usman Babar (State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources, College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China) ,  Nawaz Gul (State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources, College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China) ,  Zhao Neng (State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources, College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China) ,  Liao Shanyue (State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources, College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China) ,  Qin Baoxiang (State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources, College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China) ,  Liu Fang (State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources, College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China) ,  Liu Yaoguang (State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agricultural Bioresources, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) ,  Li Rongbai (State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources, College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China)
資料名： International Journal of Molecular Sciences (Web)  (International Journal of Molecular Sciences (Web))
巻： 22  号： 1  ページ： 249  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7038A  ISSN： 1422-0067  CODEN： IJMCFK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： イネ(Oryza sativa L.)は世界の主要な作物の1つであり,穀物収量の有意な増加は,急速に成長する人口のニーズを満たすための育種家にとって一定の需要である。穀物のサイズは,イネ収量を決定する主要成分の1つであり,栽培と育種のための重要な形質である。イネにおける粒径を増加させるため,OsSPL16/qGW8をCRISPR/Cas9を介して変異誘発し,プロテオーム解析により変異により誘導される変異を明らかにした。より具体的には,突然変異体は,反対の鎖上の認識部位を標的とする2つの別々のガイドRNAで生成され,ゲノム挿入と欠失が特徴づけられた。変異はMendelian遺伝及びT-DNA及びオフターゲット効果を欠くホモ接合及びヘテロ接合変異体をスクリーニングした。突然変異体系統は,T0,T1,およびT2世代における他の農業形質の変化なしで,穀粒収量の有意な増加を示した。プロテオミクススクリーニングは,全部で44の差次的発現蛋白質(DEPs)を見出し,その内の33と11は,それぞれアップとダウンレギュレートされた。ピルビン酸キナーゼ,ピルビン酸デヒドロゲナーゼ,および細胞分裂と増殖に関連するDEPの大部分は,変異体植物でアップレギュレートされた。経路分析は,DEPsが二次代謝産物,ピルビン酸代謝,解糖/グルコネオゲネシス,炭素代謝,ユビキノンおよび他のテルペノイド-キノン生合成およびクエン酸サイクルの生合成に富んでいることを明らかにした。遺伝子オントロジー(GO)分析は,大部分のDEPがピルビン酸代謝過程とピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体に関与することを示した。ピルビン酸デヒドロゲナーゼE1成分サブユニットα-1に関連する蛋白質は蛋白質-蛋白質相互作用(PPI)ネットワークにおいてより高い相互作用を示した。従って,全体的な結果は,CRISPR/Cas9誘導OsSPL16変異がイネの穀粒収量を高める可能性を有することを明らかにした。さらに,全体的プロテオーム解析は,標的遺伝子突然変異の根底にある分子成分および動的調節を発見するための広い応用を有する。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 相互作用 ,  ネットワーク ,  *遺伝 ,  *遺伝子 ,  グルコネオゲネシス ,  細胞分裂 ,  *タンパク質 ,  突然変異 ,  ピルビン酸デヒドロゲナーゼ ,  ユビキノン ,  育種 ,  サブユニット ,  スクリーニング ,  プロテオミクス ,  脂肪族ケトン ,  脂肪族カルボン酸 ,  ケト酸

著者キーワード (7件)： 米 ,  CRISPR/Cas9 ,  変異体 ,  ホモ接合 ,  ヘテロ接合 ,  粒径 ,  蛋白質

分類 (4件)： 稲作  (FC03020C) ,  酵素一般  (EB09010D) ,  分子遺伝学一般  (EC02010J) ,  発生,成長,分化  (EH02030U)

物質索引 (1件)： ピルビン酸

引用文献 (83件)：

• Xing, Y.; Zhang, Q. Genetic and molecular bases of rice yield. Ann. Rev. Plant Biol. 2010, 61, 421-442.
• Mao, H.; Sun, S.; Yao, J.; Wang, C.; Yu, S.; Xu, C.; Li, X.; Zhang, Q. Linking differential domain functions of the GS3 protein to natural variation of grain size in rice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 19579-19584.
• Qi, P.; Lin, Y.S.; Song, X.J.; Shen, J.B.; Huang, W.; Shan, J.X.; Zhu, M.Z.; Jiang, L.; Gao, J.P.; Lin, H.X. The novel quantitative trait locus GL3. 1 controls rice grain size and yield by regulating Cyclin-T1; 3. Cell Res. 2012, 22, 1666-1680.
• Zhang, X.; Wang, J.; Huang, J.; Lan, H.; Wang, C.; Yin, C.; Wu, Y.; Tang, H.; Qian, Q.; Li, J. Rare allele of OsPPKL1 associated with grain length causes extra-large grain and a significant yield increase in rice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 21534-21539.
• Ishimaru, K.; Hirotsu, N.; Madoka, Y.; Murakami, N.; Hara, N.; Onodera, H.; Kashiwagi, T.; Ujiie, K.; Shimizu, B.I.; Onishi, A. Loss of function of the IAA-glucose hydrolase gene TGW6 enhances rice grain weight and increases yield. Nat. Genet. 2013, 45, 707-711.

タイトルに関連する用語 (13件)： CRISPR ,  Cas9 ,  イネ ,  Oryza ,  遺伝子 ,  編集 ,  ピルビン酸 ,  酵素 ,  細胞周期蛋白質 ,  発現 ,  調節 ,  穀粒 ,  収量