イネαアミラーゼ遺伝子のホルモンによる発現調節に関わる調節遺伝子の探索

• Project/Area Number: 08740613
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 植物生理
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 伊藤 紀美子 新潟大学, 農学部, 助手 (10281007)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1996: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: トランスポゾン・タッキング / トランスポゾン Ac / トランスジェニック・イネ / ジベレリン / α-アミラーゼ / GA情報伝達系

Research Abstract

イネにおいては植物ホルモン、ジベリン(GA)が発芽初期の発生制御の主要な役割を担う。そこでGA誘導型αアミラーゼ遺伝子RAmylAをターゲット遺伝子として、トランスポゾン・タッギングによるGA情報伝達系に関与する調節遺伝子の探索を行った。RAmylA/GUS遺伝子とトウモロコシ由来のトランスポゾンA_Cを持つトランスジェニック・イネ系統を交配し、本年度、両遺伝子を持つF2植物体を選抜した。まず無胚半切種子をジベレリン処理後、GUS活性の有無を調べ、胚側は生育させて自殖F3種子を得た。また、葉からDNAを抽出し、A_Cの存在をPCR法によって調べた。このスクリーニング法では、3つの制御系に関わる変異の検出が可能である。1)GA生合成の変異では、発芽のみが抑制され、GA処理した無胚半切種子でのGUS活性は正常、2)GAシグナルをうけてから、RAmylA転写までに関わる変異の場合、無胚半切種子の糖化遅延、GUS活性の低下、3)RAmylA産物の翻訳や分泌にのみ関わる変異の場合、無胚半切種子のGUS活性は正常であるが胚乳糖化が起きない。
本研究では、上記のようなこれまでの生理学、生化学的知見から予想されるGA誘導型α-アミラーゼ遺伝子の制御機構を裏付ける変異を多数検出した。まず、不発芽、GUSネガティブであり、胚乳が糖化しない個体が検出された。次に、発芽の遅延を示すものがF2集団のうち約20%に観察された。そのなかでも、GUS活性は正常であるが胚乳糖化が遅延したもの、胚乳糖化は正常だがGUS活性がやや弱いもの、GUS活性が無く糖化も遅延したものなど、表現型は様々であった。また、発芽が正常な個体にもGUS活性が弱い、胚乳糖化の遅延、糊粉層ではなく胚乳でGUS活性があるもの等も観察された。変異の出現頻度の高さから、当該変異の内には、遺伝的ではないものが含まれていると考えられる。これらが遺伝的な変異であるのか、またはエピジエネティックなものなのか、現在F3集団でのA_Cとの連鎖を含め、解析を進めている。