炭酸固定活性化酵素の改変によるイネ葉光合成機能の強化

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15580012
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 畠中 知子 神戸大学, 農学部, 講師 (40254461)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内田 直次 神戸大学, 農学部, 教授 (70151884)
• Keywords: イネ / Rubisco acitivase / 野生種 / 形質転換 / 炭酸固定 / 光合成

Research Abstract

イネのジャポニカ種(品種、Nipponbare)のRubisco activaseのcDNAをクローニングし、CabプロモーターにつないだT-DNAベクターを構築した。このT-DNAベクターを、アグロバクテリウム(Agrobacterium tumefaciens)EHA101系統に凍結融解法により導入した。
次にイネ種子(Oryza sativa L. Nipponbare)からカルスを誘導し、上記ベクターを持つアグロバクテリウムを感染させ、ハイグロマイシンによって形質転換個体を選抜した。現在までにベクターコントロール、センス、アンチセンスの形質転換体をそれぞれ十数から数十個体得た。これらについては既にハイグロマイシン耐性遺伝子断片のPCR増幅によって導入遺伝子の存在を確認したが、引き続きゲノミックサザン解析を行い、導入コピー数を確認する予定である。センス遺伝子導入個体の形態的な特徴として、ベクターコントロールや野生型に比較して葉や稈が細かった。採取した種子は現在冷蔵保存中である。
これら形質転換植物の葉のCO_2-光合成曲線から炭酸同化効率を算定するとともに、Rubisco activaseを免疫定量した。センス遺伝子を導入した形質転換体では炭酸同化効率が高濃度のCO_2(1800ppm)条件下ではコントロール個体の最大値を上回った個体もあったが、平均ではコントロール個体に比べて有意に低下していた。また、センス遺伝子導入個体ではRubisco activase含量はコントロール個体群の平均の7%程度にまで減少していた。このことから、Co-suppressionもしくはPost-transcriptional gene silencingといった抑制減少が起こっている可能性が高かった。つまりRubisco acitivaseの過利発現体の作出には至らなかったので、初年度に単離したO. australiensisのRubisco acitivaseと思われるcDNAか、ホウレンソウ等の多種のRubisco acitivaseを利用することを検討中である。また、Cabプロモーターによる非常に強い発現力が悪影響を及ぼしている可能性があったので、CAMV35Sプロモーターにつなぎかえたベクターを作成し、現在、それを使って形質転換実験を行っている。