スペルミン合成酵素遺伝子の機能解析と植物分子育種への応用に関する研究

• Project/Area Number: 05F05640
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 森口 卓哉 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹研究所果樹温暖化研究チーム, 上席研究員
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HE Lixiong 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹研究所果樹温暖化研究チーム, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: ポリアミン / スペルミン合成酵素 / ACL5 / SPMS / リンゴ / 酵母two-hybridシステム / タンパク質相互作用

Research Abstract

ポリアミンの生合成系に関わる2種類のスペルミン合成酵素遺伝子(ACL及びSPMS)の生理的役割分担の解明のために、酵母のTwo-hybridシステムにより、ACL5タンパク質と相互作用を有する遺伝子を明らかにすることを目的とした。そのため、DNA結合ドメインを有するプラスミドベクターにACL5を連結し、転写活性ドメインを有するプラスミドにはACL5遺伝子が高発現している組織由来のcDNAライブラリーを挿入して、酵母two-hybridを行った結果、S-adenosylmethionine synthaseとtranslation elongation factor 1Aを同定した。一方、これらタンパク質はSPMSとは相互作用を示さず、このことからもACL5とSPMSの生理的役割の違いが推察された。これら酵素とACL5が相互作用を示す理由について知見を得るためにノーザンプロット解析を行い、論文として取り纏めて投稿中である。
また、これら2種類のスペルミン合成酵素遺伝子の生理的役割分担のもう一つの解明手法として、両遺伝子を過剰発現させた組換え体トマトの作成を試みた。そのために、ACL5とSPMSについて、アグロバクテリウム法用のコンストを構築してトマトへの感染を筑波大学と共同して実施した。SPMSについては数個体の組換えトマトが得られた。ACL5については引き続き導入を行っている。
さらに、研究室ではポリアミン生合成県連酵素遺伝子の一つであるスペルミジン合成酵素遺伝子(SPDS)を導入して過剰発現させたセイヨウナシ組換え体を保有している。そして、組換え体#32については環境ストレスに耐性を示すことが明らかとなっている。そこで、組換えセイヨウナシ#32を用いて、そのストレス耐性機構について情報を得るため、SODなどの抗酸化酵素の活性について測定しているところである。