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植物遺伝子多様性・進化機構解析研究分野

研究室基本情報
スタッフ名 渡邉和男 教授、菊池彰 教授、小口太一 助教、Bidadi Haniyeh 助教
研究分野 植物遺伝資源利用、植物生理、バイオテクノロジー、バイオセーフティ
研究テーマ
  1. 植物遺伝資源の無限の価値を探る
  2. 高等植物の環境ストレス耐性
  3. 遺伝子組換え技術による有用作物・樹木の開発
  4. 遺伝子組換え作物・樹木の利用における周囲の環境への生物多様性影響評価
研究のキーワード ジャガイモ、サツマイモ、ユーカリ、環境ストレス耐性、生物多様性影響評価、第一種使用
研究室URL http://www.gene.tsukuba.ac.jp/Plant/GeneticDiversity/
研究室TEL 029-853-7729
E-Mail

nabechan☆gene.tsukuba.ac.jp (☆を@に変えてください/ Please change ☆ into @)

 

研究紹介

渡邉和男 教授

  生物多様性をいかに保ち持続的に利用していくかは人類全体の課題です。中南米、アジア、アフリカの諸国において植物遺伝資源の多様性や植物倍数性進化についてのフィールド調査や実験研究に取り組んでいます。また、ジーンバンク等での遺伝資源保全の手法等を研究しています。
  我々は、生物多様性に影響せず、塩害などで砂漠化が進む地域の緑化が可能な植物の開発に取り組んできました。 遺伝子組換えにより塩害や乾燥にも強いジャガイモやユーカリ等バイオ植物を開発しました。
 これら生物多様性やバイオテクノロジーに係る国際法、国内規制, 倫理や社会の受容等を考慮した ELSI 要素の研究としてバイオデュプロマシー課題も取り組んできています。

 


耐虫性を持つジャガイモ近縁野生種
葉の表面に毛(腺状毛)が生えており、これがsucrose-esterやキノンなど酸化により粘性となる代謝物を分泌し、小昆虫やだに類を防除する。

 


 

菊池彰 教授

  移動手段を持たない高等植物は、外環境からの様々なストレスを移動によって回避することが出来ないため、特別な器官や物質を産生するなど、動物とは異なった適応手段を独自に進化させました。 こうした適応反応は遺伝子によって制御されており、関わる遺伝子の幾つかが明らかにされてきています。環境ストレス応答に関わる 遺伝子を有用植物に導入することによって、環境ストレスに強い植物を作出して、その有効性を検証しています。
  また、高等植物は環境ストレスにより不定胚形成を起こすことが知られています。不定胚とは種子の中にある胚と同じく成長すると 完全な個体にクローンとして再生します。一度決定した細胞の運命がリセットされ再び不定胚に分化する特有の形態形成現象がどのようなメカニズムで制御されているのかについて研究を進めています。 

 

塩ストレス環境で栽培されたジャガイモ

 


ニンジンの外植片上に形成された不定胚

 


 

小口太一 助教

  遺伝子組換え植物の実用化には、有用遺伝子の探索や形質転換技術等の基礎研究・基盤研究に加えて、安全に利用するための研究が非常に重要となります。私たちの研究グループではユーカリをモデルとし、遺伝子組換え体作出から、特性評価・生物多様性影響評価、さらには産業的植林まで一連の研究・開発の体系的を目指しています。筑波大学遺伝子実験センターの充実した特定網室や隔離ほ場等の研究設備を活かし、遺伝子組換え植物を実際の栽培環境を模したの条件、多様な成長段階での特性評価や生物多様性影響評価、栽培管理手法の検討等を行っています。また、遺伝子組組換え 植物(農産物・食品)を利用する上での管理技術のひとつとしての遺伝子組換え体の検知技術に関する研究にも取り組んでいます。

 


組換えユーカリの培養物

 


特定網室における耐塩性試験 特定網室でポット中の土壌を塩処理し、塩生微生物から単離した耐塩性遺伝子を導入した遺伝子組換えユーカリの耐塩性を評価した。

 


遺伝子組換えユーカリの隔離ほ場試験

2008-2011年の約4年間、耐塩性遺伝子を導入した遺伝子組換えユーカリを隔離ほ場で育成し、バイオマス生産性や周辺環境の生物多様性影響評価を実施した。

 


 

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