乾燥地生育植物からの新規乾燥耐性遺伝子の単離と応用

• Project/Area Number: 04F04485
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Boundary agriculture
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 田中 淨 鳥取大学, 農学部, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): BADAWI G.H. 鳥取大学, 農学部, 外国人特別研究員 ; BADAWI Hamid Ghazi 国立大学法人鳥取大学, 農学部, 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: 遺伝子組換え / 乾燥耐性 / ケイ酸誘導性 / 砂漠緑化 / 酸化ストレス / ソルガム / 耐塩性 / 遺伝子組換え作物 / 抗酸化酵素 / cDNAサブトラクション / 耐熱性

Research Abstract

(1)乾燥、高塩、高温耐性の異なる小麦の抗酸化酵素誘導
高温耐性の異なる3品種は抗酸化酵素活性が異なっていた。高温ストレス品種Fangは高温ストレス下で他の2品種に比べてSOD(スーパーオキシドジスムターゼ),APX(アスコルビン酸ペルオキシダーゼ),GR(グルタチオン還元酵素),CAS(カタラーゼ)活性が高かった。抗酸化酵素活性は温度ストレスのパターンに応じて異なった。高温処理区では対照区に比べて抗酸化酵素の誘導が観察された。茎葉と根を共に高温処理したときにはSODとAPXの誘導が顕著で、根のみ高温処理したときにも程度は低いながらも誘導された。高温処理で、GRとCASの誘導も観察された。高温耐性品種Fangの気孔抵抗は全ての温度処理化でまた全実験期間で最も高かった。
乾燥と塩ストレス耐性の異なる8種の小麦の塩と乾燥ストレスに対する反応は異なり、数品種は両ストレスに高い耐性を示し、他の品種は非常に感受性が高かった。2つのグループ間にはストレスに対する応答の速さに差があった。数種の抗酸化酵素の活性はストレスにより大きな影響を受け、活性の増大と抑制が混在した。
(2)ソルガム(Sorghum bicolor)はアフリカの乾燥地の重要な作物であり、塩を含む土壌中で耐性があり、生育が良い。ここではSubtractive hybridization法が用いて、新規の誘導性遺伝子の単離を試みた。この方法は塩処理、無処理のソルガムからmRNAを単離し、cDNAを調製し、塩処理で誘導される遺伝子を検出する方法である。Clonetech PCR-selectTM cDNA subtraction(BD Bioscienceによる改良)法に従って実験した。cDNA subtractedライブラリーの構築は現在進行中である。塩ストレスと無処理のソルガムからmRNAを単離し、cDNA合成、制限酵素処理、アダプターの付加、ハイブリダイゼーション、産物のPCR増幅をした。