遺伝子組換えによらない、幅広い植物種に適用できる新奇な形質転換系の開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25660002
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 山田 恭司 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (70200714)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 将之 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 講師 (10456402)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 形質転換 / 遺伝子サイレンシング / RNA干渉 / 異種間RNA干渉 / 長距離輸送RNA / 完全寄生性顕花植物 / ネナシカズラ / シロイヌナズナ

Outline of Annual Research Achievements

最終年度は、ネナシカズラによる寄生を介したsiRNA輸送の検証のための実験系を２種構築し、解析した。
（１）宿主からネナシカズラへのsiRNA移動とネナシカズラでの遺伝子発現抑制の調査：ネナシカズラの花成誘導遺伝子（CjFT）のsiRNAを師管伴細胞特異的に発現するシロイヌナズナ形質転換体を作製した。その花茎にネナシカズラを寄生させ、CjFTsiRNAが宿主からネナシカズラへ移動するか、ネナシカズラ自身のCjFT遺伝子の発現が抑制されるか否か調べた。その結果、宿主に生じたCjFTsiRNAのシグナルは、ネナシカズラからは検出できず、またネナシカズラCjFT遺伝子の発現レベルも、野生型シロイヌナズナを宿主にした場合と顕著な差は認められなかった。
（２）ネナシカズラにより連結された２個体の宿主の間でのsiRNA輸送と遺伝子発現抑制の調査：ネナシカズラをまず第１宿主（GFP遺伝子のsiRNAを発現する形質転換シロイヌナズナ）に寄生させ、続いて第２宿主（GFP遺伝子が発現する形質転換シロイヌナズナ）にも寄生させた。第１から第２へと宿主間をネナシカズラ維管束を経由してGFPsiRNA が移動するか、第２宿主でのGFP遺伝子の発現が抑制されるか否か調べた。その結果、第１宿主に生じたGFPsiRNAのシグナルはネナシカズラと第２宿主のどの組織からも得られず、また、第２宿主のGFP遺伝子の発現レベルは、野生型シロイヌナズナを第１宿主にした場合と顕著な差は見出せなかった。
本研究で用いたいずれの実験系でも、宿主からネナシカズラにsiRNAが移動しない、もしくは検出限界以下の量しか移動せず、結果として標的遺伝子の異種間サイレンシングは観察されなかった。今後は、シロイヌナズナ以外の宿主植物を用いることも含め、宿主体内でsiRNAが高発現される条件を検討しなければならないことが明らかになった。