ゲノム解析法による新しい遺伝子同定法の開発と植物分子育種への応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10554048
• Research Institution: National Institute for Basic Biology
• Principal Investigator: 飯田 滋 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (30012777)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 良和 サントリー株式会社, 基礎研究所, 主任研究員 ; 小関 良宏 東京農工大学, 工学部・生命工学科, 助教授 (50185592) ; 稲垣 善茂 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (50280764)
• Keywords: 花卉植物 / アサガオ / マルバアサガオ / カーネーション / 色素合成系遺伝子 / ゲノム解析法 / 遺伝子同定法 / 植物分子育種

Research Abstract

江戸時代に自然突然変異体として分離されたアサガオの変異の大部分は、我々が既に単離したEn/Spm系のTpn1類縁の非自律性転移因子の挿入による変異であり、易変性の変異形質を示さずに安定な変異であると考えられる変異の中にも、対応する自律性因子がジーンサイレンシングによりその活性が抑えられ、その結果挿入されたTpn1類縁の非自律性因子が転移脱離できなくなり、一見安定な変異の様にふるまう変異もあると思われる。現存するアサガオの変異体は全て自然突然変異体なので、そのほとんどがTpn1類縁の挿入変異体と考えらる。このTpn1類縁因子の挿入によりタグされた未知有用遺伝子を簡単に同定できる簡易トランスポゾンディスプレイ(Simplified Transposon Display)法を我々は開発し、紫地に青色の絞り花を咲かせる易変性「紫」変異purple-mutableに応用し、花弁表層の液胞の膜タンパクで、液胞型Na+/H+交換輸送体をコードしている遺伝子内に、Tpn4と名付けたTpn1類縁因子が挿入した変異であることを明らかにした。また、花の暗色化に関わる遺伝子の解明を目指して、アントシアニンの配糖化にかかわる遺伝子の解析も行った。
さらに、花色が易変性を示すカーネーションのCHIおよびDFR遺伝子の構造を解析したところ、両者にAc/Ds型転移因子が挿入されていて、このため花色が易変性となっていることを明らかにできた。また、トレニアの園芸種であるサマーウェーブから分子育種により白い花を咲かせる品種を作出するため、CHSまたはDFR遺伝子の発現をコサプレッションによりブロックすることを試み、花の色が薄くなった個体を得ることができた。

Research Products

• [Publications] S.Fukada-Tanaka: "Colour-enhancing protein in blue petals."Nature. 407. 581 (2000)
• [Publications] T.Nakayama: "Aureusidin synthase : A polyphenol oxidase homolog responsible for flower coloration."Science. 290. 1163 (2000)
• [Publications] Y.Yoshimoto: "Isolation and Characterization of a cDNA for phenylalanine ammonia-lyase (PAL) from Dianthus caryophyllus (carnation)"Plant Biotech.. 17. 325 (2000)
• [Publications] S.Fukada-Tanaka: "Simplified transposon display (STD) : a new procedure for isolation of a gene tagged by a transposable element belonging to the Tpn1 family in the Japanese morning glory."Plant Biotech.. (in press). (2001)
• [Publications] A.Hoshino: "Gene duplication and mobile genetic elements in the morning glories."Gene. (in press). (2001)