2011 Fiscal Year Annual Research Report
ジャガイモの根器官発達促進による生産機能拡大の分子基盤
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21380206
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
横田 明穂 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (40118005)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
明石 欣也 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (20314544)
蘆田 弘樹 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (50362851)
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| Keywords | 光合成 / 生産性 / ジャガイモ / シンク・ソース / ストロン / RanGTPase |
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| Research Abstract |
本申請研究においては、根の発達促進遺伝子を単位面積当たりの生産性が作物中ほぼ最大値を持つジャガイモに導入したとき観察されるソース葉光合成と塊茎デンプン蓄積の昂進の機構を、代謝解析、酵素反応解析、およびこれらに関わる遺伝子の発現解析等を通して解明することを目的としている。これまでの研究で、(1)野生種スイカに乾燥ストレスを施すと、急速に根を発達させること、(2)この発達中の根のプロテオーム解析でDRIP-49の発現などを見出した。このDRIP-49はRanGTPaseファミリーに属するタンパク質である。CaMV-35Sプロモーター制御下にDRIP-49をシロイヌナズナやタバコに導入した場合、発現量が野生株やベクターコントロールのレベルの3倍以上に到達した株においてのみ顕著な根の発達促進効果が見出された。
この発見を受けて、最終年度は組換えジャガイモの野外栽培を目指して、筑波大学遺伝子実験センターの協力を得て第一種使用を目指した安全性試験を開始した。第二種使用のための基本的結果は本学で入手し、第一種使用のための特定網室試験許可を取った。その後の特定網室試験では、これまでの植物育成装置を使った生育環境と異なるため、我々が作成してきた組換えジャガイモの導入遺伝子発現制御に関するさらに多くの研究が必要であることが判明した。
その一環として、ジャガイモ外植片を使った腋芽からのストロン誘導系を確立し、ストロンへの分化の過程での内生RanGTPaseの発現解析を行った。その結果、ストロン誘導機のごく初期に、ジャガイモに存在する2種のRanGTPaseの内の一方が特異的に発現してくることを見出した。今後、この時期の同組織での高発現プロモーターを探索し、その制御下で内生RanGTPaseを高発現する。
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