キチナーゼ遺伝子の導入による病原菌抵抗性植物の作出

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08660058
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 古賀 大三 山口大学, 農学部, 教授 (30091185)
• Keywords: キチナーゼ / 植物生体防御 / トランスジェニック植物 / PRタンパク質

Research Abstract

植物は病虫害からの侵略に対しPRタンパク質といわれる一連の防御タンパク質を誘導発現するが、そのPRタンパク質の一つにキチナーゼが含まれている。植物キチナーゼには多くのアイソザイムとしてが存在し、それらは病原菌に対する溶菌活性などの酵素特特性が異なることを我々は明かにしている。
本研究の目的は、溶菌活性の強さの原因をキチナーゼの一次構造から調べ、病原菌に抵抗の強いキチナーゼを明かにし、病原菌抵抗性植物を作出することである。1年目は、N-末端側にある別のキチン結合配列に起因することを調べるため、ヤマイモのクラスIVキチナーゼのN末端側のキチン結合領域を削除した組み換えキチナーゼを構築し、タバコ植物において大量発現させ、このキチナーゼの溶菌活性力が低下を調べる。2年目はクラスIVキチナーゼを導入したトランスジェニックタバコを用いて病原菌抵抗性を示す。同様な手法を用いて、他のクラスや組み換えキチナーゼを導入した種々の植物を作成し、種々の病原菌に対する抵抗性を調べどのような性質をもったキチナーゼが一番有効であるかを調べる。
1年目の現在、その対象になる野性型のヤマイモのクラスIVキチナーゼ遺伝子について、クラスIタバコキチナーゼとクラスIVシュガ-ビ-トキチナーゼの各分泌シグナルを付加したキメラ遺伝子を構築し、Agrobacterium tumefaciensのTiプラスミドのバイナリー系を用いてトランスジェニックタバコの作出とキチナーゼの分泌に成功した。また、N-末端側を削除した変異キチナーゼ遺伝子については、PCR法により構築したところである。現在パーティクルガンとAgrobacterium tumefaciensのTiプラスミドのバイナリー系を用いた2つの方法てトランスジェニックタバコの作出を進めている。
つぎに、病原菌抵抗性を調べるため、ヤマイモキチナーゼアイソザイムを精製し、数種の植物病原菌に対する抗菌活性を調べた。その結果、キチナーゼの抗菌活性はキチナーゼアイソザイムに差がみられ、また、病原菌の種類にも依存することがわかった。
さらに、2年目の研究予定であるが、クラスIIIキチナーゼの遺伝の単離に成功し、同様にこの遺伝子を導入したトランスジェニック植物の作出も進めている。

Research Products

• [Publications] Daizo Koga: "Advances in Chitin Science.Vol1" Jacques Andre Publisher,Lyon France, 513 (1996)
• [Publications] Daizo Koga: "Frontiers in Biomedicine and Biotechnology,Vol3" ATL Press Inc.Science Publishers USA, 283 (1996)
• [Publications] Daizo Koga: "Chitin Enzymology,Vol2" Atec-Edizioni,Senigalia Italy, 612 (1996)