イネ未熟種子の成熟に関与する細胞内情報伝達系遺伝子群の網羅的解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15570042
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 島田 浩章 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (70281748)
• Keywords: イネ / 種子形成 / マイクロアレイ / 胚乳 / 登熟 / クラスター解析

Research Abstract

イネの種子形成メカニズムの全体像を分子レベルで把握するため、種子形成期に発現する遺伝子を網羅的に解析した。アンチセンスSPK形質転換体(ASPK系統)は胚乳形成に異常を起こし、水モミを生じる変異体である。胚乳形成の初期に働く遣伝子を明らかにするため、この組換え体および野生型イネ(日本晴)の登熟初期の未熟種子よりRNAを抽出し、マイクロアレイ解析により遺伝子発現を比較した。この結果、この形質転換体では125種類の遺伝子の発現量に顕著な変化が認められた。これらの遺伝子の機能を推測し、機能別に7つのグループに分類した。次に、胚乳形成に関与するflo2変異系統を用いて、種子登熟の中期における遣伝子発現を網羅的に解析した。変異体と野生型(金南風)それぞれの登熟中期の未熟種子からRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行なった。この結果、両者の間で66種類の遺伝子の発現量に顕著な差が認められた。これらの遺伝子について遺伝子の機能による分類を行なった。また、顕著な発現量の変化が認められた遣伝子についてRT-PCRを行ない、これらの遺伝子の発現量の変動を確認した。さらに、野生型植物におけるこれらの遺伝子の発現を穂ばらみ期、登熟初期、登熟中期の各段階で調べ、変異体イネの発現量の変化との比較により、これらの遺伝子群を発現量の変化のパターンから8種類に分類した。さらに、これらの遺伝子群についてのクラスター解析を行なった。この結果、同じクラスターに分類された既知の遣伝子から同じグループにある未知遺伝子の機能を推測した。