2005 Fiscal Year Annual Research Report
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15201010
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
熊谷 忠 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90089805)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 和生 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (20093536)
日出間 純 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教授 (20250855)
田中 淳 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門バイオ応用技術研究ユニット, ユニット長 (80343911)
矢野 昌裕 独立行政法人農業生物資源研究所, 分子遺伝研究グループ応用遺伝研究チーム, チーム長 (50355749)
上田 忠正 独立行政法人農業生物資源研究所, 分子遺伝研究グループ応用遺伝研究チーム, 研究員 (80355750)
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| Keywords | 紫外線UVB / 耐性機構 / ピリミジン二量体 / 光回復酵素 / 植物 / イネ / イオンブーム / QTL解析 |
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| Research Abstract |
1)光回復酵素遺伝子組換え体イネ品種の作出とその解析
UV抵抗性品種ササニシキに、ササニシキ由来のCPD光回復酵素遺伝子をセンス、またはアンチセンス方向に導入し、親株と比較して活性で5-30倍(センス系統)、または活性が検出できない(アンチセンス系統)形質転換体を作製・選抜し、UVBの影響を調べた。センス系統はUVBによる生育阻害が軽減され、アンチセンス系統は生育が著しく抑制された。以上の結果からCPD光回復酵素の活性が、UVBが増加した環境下におけるイネの生育レベルを決定する主要因であることを実証した。
2)光回復酵素活性の違いと光回復酵素遺伝子の構造に関する解析
UV感受性イネから同定した光回復酵素についてin vitroで調べ,Gln296及びその周辺のSer282,Ser285がFADとの結合に関わることを明らかにした。C末端のW344,Y419はFADや損傷DNAとの結合には関与しないが,光修復には関わることが示唆された。
3)イオンビームを用いた紫外線耐性感受性突然変異体の変異原因遺伝子の解析
DNA損傷乗り越え複製に関与し、UV感受性に影響を及ぼすシロイヌナズナREV1遺伝子の大腸菌でのタンパク質発現に成功し、機能解明を進めた。また、野生株に比べて2倍以上UVに耐性を示すシロイヌナズナの新規突然変異体uvi4では、細胞の核内倍加が原因となってUV耐性が付与されていることを明らかにした。
4)イネの紫外線抵抗性に関するQTL(qUVR-1)の解析
準同質系統(遺伝背景が日本晴型でqUVR-10領域がKasalath型の個体;紫外線感受性)にCPD光回復酵素を含むゲノム断片が多コピー導入されたものはCPD光回復酵素遺伝子の発現量、CPD光回復能力が高く、非常に強いUVB抵抗性を示すことが分かった。またqUVR-1領域には暗修復に関係する遺伝子が見いだされた。
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