極限植物が進化的に獲得した新規環境ストレス抵抗遺伝子群の探索

• Project/Area Number: 17657015
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 植物生理・分子
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 小関 良宏 東京農工大学, 大学院共生科学技術研究院, 教授 (50185592)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 晃世 東京農工大学, 大学院共生科学技術研究院, 講師 (30293012)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2005: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: 耐塩性 / RNA結合タンパク質 / 形質転換タバコ / マングローブ / アカザ科 / ディディエレア科 / カルス

Research Abstract

自然界には過酷な環境条件下で生育できる能力を獲得した高等植物として、マングローブ植物やマングローブ林構成植物、砂漠地に生育するサボテン科植物、エアープラント等が知られている。このような、いわゆる極限植物はそれぞれの進化の過程で一般的な高等植物が普遍的にもつストレス耐性機構に加え、独自の多様なストレス耐性機構を獲得して、現在に至ったものと考えられる。即ち、極限植物は、高等植物の環境ストレスを強化するための貴重な遺伝子資源であると言える。本申請では、沿岸域や乾燥地に生息する極限植物を採取し、それぞれの培養細胞系を構築し「極限植物カルチャーコレクション」を立ち上げ、得られたコレクションの代表的な種類に対し、cDNAライブラリーを作成し、大腸菌の遺伝子発現系を利用した機能スクリーニング法で環境ストレス(塩、乾燥、高温、低温、過酸化)耐性遺伝子群の包括的スクリーニングを行った。さらに、ここで得られた遺伝子群を導入した形質転換植物を作出し、新規ストレス耐性因子のもつ生理学的役割の解析を試みた。
特に耐塩性関連遺伝子をターゲットとしたスクリーニングを行なった結果では、複数のRNA結合タンパク質をコードすると考えられるcDNAが単離された。特に葉緑体移行型RNA結合タンパク質はRNAシャペロン活性を有することが確認され、CaMVプローモーターを用いて同タンパク質を過剰発現した形質転換タバコにはその発現量に依存して顕著な耐塩性の向上が確認された。