高い大気汚染浄化能力をもつ樹木で発現する遺伝子の単離と形質転換の研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09355028
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 森川 弘道 広島大学, 理学部, 教授 (00089129)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 五島 直樹 広島大学, 理学部, 助教授 (70215482) ; 高橋 美佐 広島大学, 理学部, 助手 (10294513) ; 大澤 重義 グリーンテック, 取締役研究部長
• Keywords: 二酸化窒素ガス / 大気汚染 / 環境修復 / 硝酸同化 / ヒラドツツジ / イタビ / 樹木 / タンパク質二次元電気泳動

Research Abstract

本研究は低木街路樹の典型であるツツジ植物の二酸化窒素同化能力の高い高能力株と低能力株を用いて、二酸化窒素ガスとの接触で発現する植物遺伝子の単離を目的とする。また、単離された遺伝子をシロイヌナズナや低木街路樹であるイタビ植物に導入、形質転換することを目的とする。これまでに得た研究成果は、以下の通りである。
1 イタビ植物の形質転換法について研究した。イタビの無菌培養系を開発し、ナフタリン酢酸およびカイネチンを組み合わせたWPM(Woody Plant Medium)を用いて、比較的効率のよいカルス誘導系、個体再生系を開発した。現在、パーティクルガン法を用いて遺伝子導入および形質転換植物の育成を研究中である。シロイヌナズナの形質転換植物育成は既報の通り実施した。2 ヒラドツツジ葉の二酸化窒素暴露で発現するpI5.6,MW25-26kD付近に泳動される2つのスポットのN末アミノ酸22個の配列を気相法により決定した。ホモロジー検索の結果、これらボリペプチドは、Arabidopsisのgermin-like proteinと57-68%の相同性があることが分かった。
3 上記germin-likeproteinの部分配列をもとに、PCR法によりcDNAクローンの単離を行った。
4 また、二酸化窒素誘導をかけたヒラドツツジ葉のcDNAライブラリーを構築し、上記germin-like proteinのcDNAの全長クローンの単離をめざした。
5 ディファレンシャルディスプレイ法によりNO2暴露に応答して経時的に増加または減少する合計12本のバンドが検出できた。このうち、数本のバンドに対応するcDNAをサブクローニングし、塩基配列を決定した。ホモロジー検索の結果、得られたクローンとホモロジーを持つ既知のタンパク質やcDNAはなかった。

Research Products

• [Publications] T.Sawasaki: "The structure of transgene loci in transgenic Arabidopsis plants obtained by particle bombardment:Junction regions have the ability to bind to nuclear matrices." Gene. 218(1). 27-35 (1998)
• [Publications] G.Arimura: "Unidentified nitrogen in the metabolites of nitrogen dioxide in plant leaves" Proceedings of the XIth International Congress on Photosynthesis,Kluwer Academic Publishers. (in press). (1998)
• [Publications] M.Takahashi: "Is nitrite reductase essential in the metabolism of nitrogen in plants?" Proceedings of the XIth International Congress on Photosynthesis,Kluwer Academic Publishers.
• [Publications] H.Morikawa: "Air Pollution and Biotechnology in Plants ed.by K.Oomasa et al." Springer-Verlag, 256 (1999)