単子葉イネ科牧草トールフェスクにおける二次細胞壁合成機構の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25871101
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 佐藤 広子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター作物開発研究領域, 主任研究員 (50391363)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: トールフェスク / 牧草 / 細胞壁 / 消化性 / 遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

本研究において単離した二次細胞壁合成への関与が推定される2つの転写因子MYBとNACのキメラリプレッサーを導入して転写因子機能を抑制したトールフェスク組換え体の作出を行い、サザン解析とRT-PCR法により遺伝子導入と発現を確認した。組換え体の葉身の横断切片をフロログルシノールで染色し、顕微鏡で繊維細胞と維管束細胞における二次細胞壁の構造とリグニンの蓄積を観察した。春化処理後、出穂した茎についても二次細胞壁の構造とリグニンの蓄積を観察し、栄養生長期にサンプリングした葉とともに出穂期のADF含量と酵素分析法による乾物分解率を測定し、繊維含量と消化性を評価する。また、Inverse PCR法で単離したMYBプロモーターとGUS遺伝子を連結したコンストラクトを導入した再分化植物を作出した。これらの葉と茎を用いてGUS染色を実施し、活性部位を特定する。
本研究では、牧草の消化性に大きな影響を与える二次細胞壁合成機構の解明に取り組むため、トールフェスクの野生型からSWN2の転写因子機能を抑制した組換え体を用いてサブトラクション法を行い、SWN2下流の候補遺伝子を単離した。さらに、ディファレンシャルスクリーニングと相同性検索の結果から、遺伝子発現が強く、二次細胞壁合成への関与が推定される2つの転写因子を絞り込み、機能解析を行うための組換え体が作出できた。今後、組換え体の詳細な解析を行うことにより、二次細胞壁合成への関連性や消化性への影響を明らかにできる。