植物の器官形成におけるミトコンドリアの役割とその遺伝子発現

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07270217
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 坂本 亘 岡山大学, 資源生物科学研究所, 助手 (20222002)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小倉 豊 岡山大学, 資源生物科学研究所, 助手 (60224193) ; 本吉 總男 岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (90230052)
• Keywords: ミトコンドリア / シロイヌナズナ / 遺伝子発現 / 器官形成 / 母性遺伝

Research Abstract

アラビドプシスで知られている、茎葉に斑入りを示す突然変異体chloroplast mutator (chm)を用いて、ミトコンドリアゲノムに遺伝的な変異を導入することを試みた。本年度は、chm変異体を母親として野生型に戻し交雑した個体を育成し、これらに斑入り以外にどのような形質が現れるかを観察した。交雑後代F1世代では、chmの親系統と同様の斑入りを示す個体も観察されたが、これとは別に、生長の遅い、葉の形がいびつでしわがより、明らかに野生型とは異なる個体が現れた。これらの個体は、戻し交雑BC1世代においても観察されることから、明らかに母性遺伝をする形質であった。この母性遺伝する形質をMDL (matemally-inherited distorted leaf)と名付け、これらのF1及びBC1世代において現れたMID個体を用いてミトコンドリアゲノムの解析を行った。その結果、野生型のミトコンドリアゲノム内では、atp9は1.7kbのBamHIフラグメントに存在するが、MID変異体では、このバンドは殆ど観察されず、代わりに野生型には検出されない5.6kbのバンドが相同性を示した。このバンドを詳しく解析するために、MID変異体からゲノミックライブラリーを作成し、この5.6kbのフラグメントをクローニングし、塩基配列を決定した。その結果、野生型のゲノム内では他の部位に存在している遺伝子が、おそらく組換えによりatp9の下流に導入された結果多型を示したことが明らかとなった。さらに、組換えによってatp9の下流に挿入された遺伝子(rps3)にはコーディング領域に欠失が起きており、この遺伝子が機能しなくなっていることが示唆された。

Research Products

• [Publications] 坂本亘: "高等植物におけるRNAエディティング-その進化的意味-" 遺伝. 48(10). 82-87 (1994)
• [Publications] 坂本亘: "植物ミトコンドリア:遺伝子から機能へ" 育種学雑誌. 45. 407-407 (1995)
• [Publications] Sakamoto,W.,Murata,M.,and Motoyoshi,F.: "RAN editing of Arabidopsis mitochondrial atp9 gene and expression of the unedited subunit 9 protein in transgenic plants." Modification of gene expression and non-Mendelian inheritance.(in press). (1995)