種子の脂肪性およびデンプン性を決定する分子機構の解析

• Project/Area Number: 19657020
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 植物生理・分子
• Research Institution: National Institute for Basic Biology
• Principal Investigator: 西村 幹夫 National Institute for Basic Biology, 高次細胞機構研究部門, 教授 (80093061)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2008: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2007: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: シロイヌナズナ / 脂肪性種子 / デンプン性種子 / ペルオキシン / RNAi制御変異株 / ペルオキシソーム / RNAi抑制変異株

Research Abstract

植物の種子は主として脂肪を蓄積する脂肪性種子、デンプンを蓄積するデンプン性種子に大別される。シロイヌナズナは脂肪性種子であるが、その変異株の中にデンプンを蓄積する変異株が得られている。その原因遺伝子はPex16であり、ペルオキシソームの形成因子のひとつである。種子の脂肪性とデンプン性を決定する分子機構を明らかにするため、Pex16の機能解析を進めるとともに以下に示す形質転換体株を用いた解析を行った。
1.Pex16のRNAi変異株を用いた解析
Pex16発現量を減少させたRNAi抑制変異株作製したところ、ペルオキシソームは数が減少するとともに巨大化した。この巨大化したペルオキシソーム集合体ではなく、個々のペルオキシソームが巨大化していた。
この巨大化したペルオキシソームには内部に空胞状の構造物が観察され、激しく運動していた。このペルオキシソームの空胞の形態及び数は生育、条件、組織によって大きく異なっていた。この空胞のペルオキシソームにおける役割を明らかにするため、EMS処理したPex16-RNAi株から空胞をもたない範囲株をスクリーニングしている。
2.Pex16i変異株の種子の形態学的解析
Pex16i欠損変異株の種子ではペルオキシソームが欠損し、貯蔵脂肪が少するとともに、デンプン粒子含むプラスチッドが出現した。しかしながらこの種子は発芽することができないことが判明した。Pex16i抑制株の種子ではデンプン粒を含むプラスチッドは存在せず貯蔵脂肪の減少もみられなかった。
3.Pex16-GFP過剰発現株を用いた解析
Pex16-GFPを過剰発現するシロイヌナズナを作製した。この形質転換体ではペルオキシソームが巨大化しており、このペルオキシソームの巨大化は多くのペルオキシソームが集合体を形成していることが明らかとなった。この形質転換体を親として、デンプンを蓄積する変異株及び蛍光の局在が異なっている変異株をスクリーニングしている。