単一bZIP型転写因子遺伝子のショ糖非感受性型の導入による高糖度果実の作出

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25292056
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 草野 友延 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (40186383)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 植物 / 農林水産物 / バイオテクノロジー

Outline of Annual Research Achievements

トマト由来のクラスＳ(SはSmallの略）を２つ得て、SlbZIP1およびSlbZIP2と命名した。さらにトマト品種マイクロトム（昨年度）と食用品種マネーメーカー(今年度）における両遺伝子の発現解析を行った。、両者のcDNAの5'上流域に上流Open-reading frame (ORF)が含まれ、ショ糖による翻訳レベルでの抑制がおこることは確認した(昨年度）。両cDNAの上流ORFを除いたものをトマト果実特異的E8プロモーターの支配下に発現するプラスミドを構築し、マネーメーカー種にアグロバクテリウム法を用いて遺伝子導入を行い、形質転換体を得ていた。これらの個体から種子を得て、ホモ個体を選抜した。これらを非組み換え個体と同時に生育させ、種々の生育のパラメーター（例、植物の高さ、分枝の数、節間長など）を調査した。形質転換個体と非組換体との間に大きな差がないことを明らかにした。得られたトマト果実の大きさ等にも差がみられなかったが、組換個体由来の果実（一個体から得た果実の数は約２０）はブリックス糖度計を用いた解析で約40％糖度が高いことを確認している。現在、糖分析そしてアミノ酸分析を行っている。
さらに高糖度化を目指すためには、E8プロモーターよりもトマト果実で初期段階からより強く発現するプロモーターが適切と考え、2A11プロモーターを用いることにした。プラスミドを構築し、マネーメーカー種に導入した。分化してきた個体とし、SlbZIP1とSlbZIP2から４つと5つを得たが、ゲノム解析の結果それぞれ1つずつで遺伝子の導入を確認した。遺伝子の導入を再度行うとともに、得られた形質転換体の育ててホモ個体を選抜し、生育特性そして糖分析等を行っていく予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

E8プロモーターを用いたコンストラクトから得られた形質転換個体の果実の糖度が約40%上昇している結果を得ている。昨年度のヘテロ個体由来の果実でも糖度上昇の傾向をつかんでいたが、ホモ形質転換トマト個体の複数個体の解析から同様の結果を得ており本アプローチでの高ショ糖化の実現可能性は高い。現在、E8よりも強力な果実特異的プロモーターを用いた実験を行い、こちらからも形質転換個体をすでに得ている。糖分析、その他の果実の成分分析が楽しみである。

Strategy for Future Research Activity

E8プロモーターの支配下に作出した形質転換トマトについては、すでにホモ形質転換個体由来の果実を得ているので、成果を取りまとめていきたいと考えている。
2A11プロモーターの支配下に作出した形質転換トマトについても1個体ずつ形質転換体であることを確認している。引き続き、遺伝子導入実験を行うと同時に得られた形質転換体からホモ個体を得て生育特性を調査する。こちらについても、糖分析その他の成分分析を行い、公表していきたい。