高等植物における窒素代謝遺伝子の共生組織特異的発現増幅機構に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10660062
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 田島 茂行 香川大学, 農学部, 教授 (50116894)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野村 美加 香川大学, 農学部, 助手 (50294749) ; 深井 誠一 香川大学, 農学部, 教授 (80228858)
• Keywords: 窒素固定 / マメ科植物 / プリン代謝 / 窒素代謝 / アラントイン / ウレイド / ウリカーゼ遺伝子 / ミヤコグサ

Research Abstract

本研究は重要なマメ科作物であるダイズ(Glycine max)、インゲン(Phaseolus sp.)、ササゲ(Vigna sp.)がプリン塩基の分解産物であるアラントインを窒素固定産物として地上部へ輸送する現象に注目し、この共生特異的代謝系が分子進化的に獲得される機構を明らかにするため、ウリカーゼ遺伝子を非アラントイン蓄積型マメ科植物も含めた様々な植物からクローニングし、そこで得たプロモーター領域を形質転換系の確立しつつあるミヤコグサ(Lotus japonicus)を用いて解析しようとするものである。
平成10年度には成果のような成果があった。
(1)根粒形成後、特異的にプロモーター活性を持つことを確認している典型的アラントインマメ科植物であるダイズからウリカーゼ遺伝子のcis-elementをluciferase遺伝子、GUS遺伝子と結合してレポーター遺伝子を作製した。(2)非アラントイン生産系マメ科植物であるアルファルファから二つのウリカーゼ遺伝子をクローニングし、遺伝子構造を解析した。アミノ酸配列を用いて系統樹を書くことによって、アラントイン生産系のマメ科植物であるダイズ(Glycine max)、インゲン(Phaseolus sp.)、ササゲ(Vigna sp.)のウリカーゼと非アラントイン生産系マメ科植物・非マメ科植物ウリカーゼとははっきりと異なったグループを形成することを確認した。(3)ミヤコグサ(Lotus japonicus)植物の形質転換系を当実験室で行うため、ウリカーゼプロモーターを組み込んだコンストラクトを作製し、Agrobacterium tumefacienceの系で再生植物を得る試みを行っている。現在の所、順調にカルス形成から植物体形成に移行しており、今後F_0,F_1個体を用いてGUS活性、表現型の変異を検討する予定である。