イネ人工染色体の構築と導入植物の作出―人工染色体の育種工学への利用の基盤

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09460006
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 倉田 のり 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 助教授 (90178088)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野々村 賢一 国立遺伝学研究所, 実験圃場, 助手 (10291890)
• Keywords: 人工染色体 / イネ / セントロメア

Research Abstract

平成10年度までに、イネセントロメア局在反復配列RCE1を見出し、これを複数コピー持つゲノムクローンの構造解析を行った。平成12年度は、もう一つのセントロメア反復配列RCS2を用いて特定染色体のセントロメア領域に位置するYACクローンを選抜し、セントロメア領域における構造解析を行った。つまり、第5染色体上の組換えが抑制されたセントロメア領域に39のDNAマーカーを設定し、14のYACクローンを整列化した4つのYACコンティグを形成した。これらの中でのRCE1,RCS2やtransposon-like配列RIRE1などの反復配列の分布、遺伝子との位置関係などの解析を行った。この結果、1)用いた39のDNAマーカーで構築した第5染色体セントロメア領域のYACクローンの整列化地図は、それぞれがおよそ1Mbの長さを持つ3つのコンティグ(Contig I,II,III)と、1つのYACで形成された。2)セントロメア特異的高頻度反復配列RCS2は、BamH1切断した13kbと15kbのフラグメントに乗っており、これら2つのRCS2ブロックは、相互にかなり近い距離に存在している。3)contig I, II, Hのいずれに所属するYACもほとんどのYACがRCE1のコピーを複数個保持していた。また、RCS2を2ブロックとも持つYACクローンを中心にして、左右ほぼ均等にRCE1が分布している可能性が示唆された。4)この領域には9個以上の遺伝子が存在すると考えられ、アラビドプシスセントロメア構造との共通性も示唆される、と言うことを明らかにした。
この中からRCE1とRCS2を共に持つYACクローンをセントロメアクローンとして用い、イネ人工染色体の構築に取りかかった。まずイネ用染色体アームを構築するため、HPTとGUS遺伝子を持つアームにGFP遺伝子、イネテロメアを挿入し、左右のアームベクターを作成した。これらのアームを用いてイネ人工染色体を構築するため、酵母細胞内での相同組換えを用いたセントロメアYACクローンヘのアームの導入を、ひきつづき進行中である。

Research Products

• [Publications] Nonomura, K.I. And Kurata, N: "Organization of 1.9-kb repeat unit RCE1 in the centromeric region of rice chromosomes"Molecular and General Genetics. 261. (1999)
• [Publications] Ito, Y., Eiguchi, M and Kurata, N.: "Expression of novel homebox genes in early embryogenesis in rice"Biochim. Biophys. Acta. 1444. 445-450 (1999)
• [Publications] Ashikawa, I.., Kurata, N. et al.: "Application of restriction fingerprinting with a rice microsatellite sequence to assembling rice YAC clones"Genome. 42. 330-337 (1999)
• [Publications] Sentoku, N. et al.: "Regional expression of the rice KN1-type homebox gene family during embryo, shoot and flower development"The Plant Cell. 11. 1651-1664 (1999)
• [Publications] Miyoshi, K and Kurata, N.: "Cloning of two cDNAs encoding the HAP3 subunit protein from developing rice seeds"Rice Genetics Newsletter. 15(in press). (1999)