ホウ素輸送の制御を通じた作物の改良

• Project/Area Number: 04F04198
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Plant nutrition/Soil science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Host Researcher: 藤原 徹 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教授
• Foreign Research Fellow: BUGHIO Naimatullah 東京大学, 生物生産工学研究センター, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: ホウ素 / BOR1 / トマト / ナタネ / ヒメツリガネゴケ / トランスポーター / BOR1相同遺伝子 / 酵母 / 細胞内局在

Research Abstract

ホウ素は植物の必須元素の一つである。世界にはホウ素欠乏や過剰の土壌がパキスタンを含めて広く分布しており、農業生産の阻害要因となっている。本研究は、植物におけるホウ素輸送の中心的な役割を担っているBOR1相同遺伝子を各種植物から単離し、機能解析を行うと共に、BOR1遺伝子の改変や作物への導入を通じて、ホウ素欠乏や過剰に耐性な植物を作出することを目的とする。ホウ素の輸送に関しては、これまで、トランスポーターが同定されていなかったために、研究は進展していなかった。本研究は、トランスポーターの単離と機能解析、およびその利用という、世界に他に例のない研究であり、世界の農業生産に寄与する研究である。本年度の成果としては以下をあげることができる。
ヒメツリガネゴケのシロイヌナズナのホウ素トランスポーターBOR1の相同遺伝子を酵母で発現させ、その輸送活性を、過剰のホウ酸に対する耐性を指標に調べた。ヒメツリガネゴケの遺伝子はホウ酸耐性を付与する傾向が見られた。今後、吸収実験を行うなどして、活性を確認していきたいと考えている。
BOR1を過剰発現させることで、シロイヌナズナの生育改善に成功していたが、同様の過剰発現を行うナタネやトマトの作出を進めた。ナタネでは数系統、トマトでは1系統の薬剤耐性を持つと思われる形質転換植物が得られている。
BOR1に様々な変異を導入し、ホウ素輸送活性を失ったと思われるクローンを得た。変異のおこった配列が輸送活性の発現に重要な配列であることが明らかになった。