紫外線過剰の環境に耐性な食糧資源開発の基礎研究

• Project/Area Number: 13876073
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 生物資源科学
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山本 和生 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (20093536)
• Project Period (FY): 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2001: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 紫外線 / イネ / 光回復 / クローニング / UVDE遺伝子 / 遺伝子発現 / transgenicイネ / 食糧問題

Research Abstract

太陽光に含まれるUV-Bを中心とする紫外線は生物の生育に悪影響を及ぼす。DNAに損傷を作り、生物を突然変異や致死に追いやるからである。イネや麦の場合、紫外線照射環境で成育させると、生産量は低下し、またその味も不味くなることが知られている。他方、生物はUV-Bによる悪影響に対する防御系を獲得して進化してきた。その一つに光回復がある。我々はこの仕組の研究を永年続けており、多くの生物から光回復遺伝子をクローニングし解析を加えてきた。この経験をいかし、イネ、ムギ等の有用植物の光回復遺伝子をクローニングし、それを用いて細胞内の光回復遺伝子量を増幅し、その結果酵素量も増え、紫外線に耐性で味の大変良いイネやムギを作ろうとするものである。
その結果、1)イネ光回復酵素cDNAをクローニングした。このcDNAを用いて、高純度の酵素を生成し酵素化学的研究に着手した、抗体を作成中である、遺伝子発現に対する光の関与について研究した、紫外線抵抗性transgenicイネの作成中である、等の成果を揚げた。イネ配列についての特許を申請中である。2)小麦光回復ゲノミック遺伝子のクローニングを8割程度完了した。3)大豆光回復酵素cDNAのクローニングも8割程度完成した。4)ホーレンソー光回復酵素cDNAのクローニングが完成し、大腸菌で発現させると、酵素活性のあることが明らかとなった。ホーレンソーについても特許申請の準備中である。今後はこれらの成果を生かして21世紀の食糧問題解決の研究へと歩みを進めてゆきたい。