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針葉樹の品種改良へ 世界初 スギのゲノム編集技術を開発 森林総合研究所2021年9月2日

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森林総合研究所森林バイオ研究センターは、森林総合研究所、農研機構、横浜市立大学と共同で、CRISPR/Cas9システムをスギに最適化することで、世界で初めて針葉樹のゲノム編集に成功した。同研究成果は、国際科学雑誌「Scientific Reports」オンライン版(8月10日付)に掲載された。

緑色蛍光タンパク質(GFP)導入細胞のゲノム編集。赤破線で囲んだ部分はゲノム編集によりGFP遺伝子が改変し、蛍光を失った部分緑色蛍光タンパク質(GFP)導入細胞のゲノム編集。赤破線で囲んだ部分はゲノム編集によりGFP遺伝子が改変し、蛍光を失った部分

林木の品種改良には交配と優良系統の選抜からなる地道な作業が必要で、世代の更新(次世代化)に10年単位の時間を要す。一方、人工DNA切断酵素を利用して、狙った遺伝子領域だけを特異的に改変する「ゲノム編集技術」は、育種期間を大幅に短縮する新技術として注目されてきたが、針葉樹での利用はこれまでに報告されていない。

共同研究では、主要林業樹種である針葉樹において、狙った遺伝子領域だけを特異的に改変するゲノム編集技術を世界で初めて開発。ゲノム編集の手法として、2020年度のノーベル化学賞に選ばれたCRISPR/Cas9 システムをスギへ適用した。

スギに導入した蛍光タンパク質遺伝子を標的としたゲノム編集を行い、蛍光の消失」を指標としてCRISPR/Cas9システムを最適化。スギの葉緑素合成に関わる内在遺伝子を標的にゲノム編集することで、「葉が白くなる」という期待通りの形質改変を起こすことに成功した。今後、ゲノム編集技術によるスギ等針葉樹の品種改良期間の大幅な短縮が期待される。

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