植物における標的遺伝子改変技術の展開(<特集>新しい遺伝子改変技術と有用植物の育成)

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概要

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• Conventional plant breeding methods using chemical- and radiation-mutagenesis are time-consuming and laborious, and require expensive screens on large populations to identify rare plants with the desired mutation. Here, we focus on the use of engineered sequence-specific nuclease and gene targeting (GT) technology to allow highly efficient, precise modification of plant genomes. Plant genome modifications with engineered sequence - specific nuclease [e.g., zinc-finger nucleases (ZFNs), TAL effector nucleases (TALENs) and CRISPR/Cas based RNA-guided DNA endonucleases] occur through imprecise repair, via the non-homologous end joining pathway, of DNA double strand breaks introduced by the specific nuclease used. GT is an extremely rare event in which exogenous DNA harboring the desired mutation integrates into the endogenous homologous sequence via homologous recombination. To isolate rare clones that have undergone targeted gene replacement by GT, direct gene-specific selection and positive-negative selection have been used in higher plants. However, the positive selectable marker gene should be completely eliminated from the GT locus to leave only the desired mutations in the target gene. Thus, we also describe precise marker excision using piggyBac transposon and intrachromosomal recombination. These technologies represent powerful tools, not only for studying basic biology and applied biotechnology but also for enhancing plant breeding.

• 植物化学調節学会の論文
• 2013-12-20

著者

• 土岐 精一

  (独)農業生物資源研究所

• 横井 彩子

  (独)農業生物資源研究所・農業生物先端ゲノム研究センター・ゲノム機能改変研究ユニット

• 土岐 精一

  (独)農業生物資源研究所・農業生物先端ゲノム研究センター・ゲノム機能改変研究ユニット:横浜市立大学・木原生物学研究所

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