シダ類および針葉樹における暗所でのクロロフィル合成関連遺伝子の構造と発現調節

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05640727
• Research Institution: Toyama University
• Principal Investigator: 山田 恭司 富山大学, 理学部, 教授 (70200714)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 直樹 農水省, 生物資源研究所・機能開発部, 室長
• Keywords: シダ植物 / 針葉樹 / ダ-ク・グリーニング / クロロフィル合成 / chl遺伝子群 / 葉緑体遺伝子 / RNAエディテング / 分子生物学

Research Abstract

1.色素体遺伝子chlLおよびchlNのクローンと構造解析:暗所でのクロロフィル合成に関与する色素体遺伝子のうち、今年度は、(1)カラマツからchlL遺伝子を単離すると同時に、(2)chln遺伝子を、ワラビ・ホウライシダ・クロマツ・カラマツから単離した。そして、(3)それらの塩基配列を決定し、構造を解析した。その結果、当初の目的の通りに、シダ植物であるワラビ・ホウライシダと裸子植物であるクロマツ・カラマツとの4種すべてから、chlLとchlNの両遺伝子をクローン化することに成功し、それらのすべての遺伝子構造の特徴を明らかにすることができた。上記の4種のうちカラマツだけは、暗所でのクロロフィル合成能力を失っているが、他の3種と同様に、chlLとchlNの両遺伝子とも機能しうる構造を保持していることが明らかになった。
2.chlL遺伝子およびchlN遺伝子の発現様式の解析:(1)ワラビ・ホウライシダの原糸体においてと、(2)クロマツ・カラマツの芽生えにおいて、それぞれ、chlL遺伝子とchlN遺伝子の転写パターンをノーザンハイブリダイゼーションによって分析した。暗所で生育させた場合、暗所でのクロロフィル合成能をもつワラビ・ホウライシダ・クロマツでは、いずれにおいても、chlLとchlNの両遺伝子の転写産物がそれぞれ遺伝子領域の大きさから予想されるサイズで検出されるが、暗所でのクロロフィル合成能がないカラマツだけは、異常なサイズの転写産物しか検出されないことがわかった。また、これらの転写産物の蓄積量は、それぞれ明所で生育させた場合と顕著な差がないことが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 渋谷知子: "葉緑体遺伝子chlL,chlNの陸上植物における分布" Newsletter of Plant Molecular Systematics. 18. 1-4 (1995)
• [Publications] Yukawa,Yasushi: "Structure and expression of two-seed specific cDNA clones encoding stearoyl-acyl・・・・" Plant and Cell Physiology. (in press). (1996)
• [Publications] Takaiwa,Fumio: "Charactenzation of common cis-regulatory elements responsible for the endo・・・・" Plant Molecular Biology. in press. (1996)
• [Publications] Kasai,Makoto: "An inability of chlorophyll biosynthesis in darkness in spite of the presence of ・・・・・" Abs.Internt.Workshop on Genome Struc.and Fune,of Photosyn thetrc Organisms. 28- (1996)
• [Publications] Shikata,Kouji: "Structural and functional analysis of plastis genomes from holoparasitic plants,・・・・・" Abs.Internt.Workshop on Genome Struc.and Fune,of Photosyn thetrc Organisms. 39- (1996)
• [Publications] 向井 譲: "植物のPCR実験プロトコール" 島本功,佐々木卓治監修(秀潤社), 184 (1995)