植物バイオサイエンス分野における諸外国との国際共同研究

• 研究課題/領域番号: 02044022
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 原田 宏 筑波大学, 生物科学系, 教授 (90015991)
• 研究分担者: SCHILPEROORT ライデン大学(オランダ), 教授 ; QUETIER F. ハ゜リXI大学(フランス), 教授 ; HANDRO W. サンハ゜ウロ大学(ブラジル), 教授 ; SCHELL J. マックスプランク研究所(西ドイツ), 教授 ; PANNIE D. カラカス大学(ベネズエラ), 教授 ; DODDS J.H. 国際ジャカ゛イモ研究所(ペルー), 研究員 ; ZENK M.H. ミュンヘン大学(西ドイツ), 教授 ; LAMB C.J. ソーク研究所(米国), 助教授 ; TEPFER M. INRAベルサイユ研究所(フランス), 研究員 ; DE Vries S. ワーゲニンゲン農業大学(オランダ), 教授 ; STURM T. FMI研究所(スイス), 研究員 ; 谷本 静史 佐賀大学, 農学部, 助教授 (20217152) ; 小野 道之 信州大学, 繊維学部, 助手 (50201405) ; 京 正晴 香川大学, 農学部, 助手 (70195395) ; 下村 講一郎 厚生省, 国立衛生試験所, 室長 ; 猪口 雅彦 岡山理科大学, 理学部, 助手 (00213190) ; 佐藤 忍 筑波大学, 生物科学系, 講師 (70196236) ; 鎌田 博 筑波大学, 生物科学系, 助教授 (00169608) ; W. Handro San Paulo University, Brazil ; J. H. Dodds International Potato Center, Peru ; D. Pannie Caracas University, Benezuela ; M. Tepfer INRA Versailles, France ; M. H. Zenk University of Munchen, Germany ; C. J. Lamb Salk Institute, U. S. A.
• 研究期間 (年度): 1990
• 研究課題ステータス: 完了 (1990年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 1990年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: 形質転換 / 遺伝子発現 / 二次代謝 / 糖蛋白質 / 高等植物 / 国際共同研究

研究概要

植物バイオサイエンス、特に植物遺伝子を中心とした研究について欧米等各国の実状調査と共同研究を実施した。
1.形質転換について:高等植物の形質転換法については従来より種々の方法が開発され、モデル植物に関する報告も多い。しかし、農業上重要な植物についてはどの方法が効率的であるかについて実施例も少ないのが実状である。そこで、カラカス大学、国際ジャガイモ研究所、サンパウロ大学を訪問し、各国で重点的に研究を進めている農作物の形質転換について共同研究を行った。その結果、ジャガイモとサツマイモについてはRiプラスミドTーDNAと同時に目的遺伝子を導入する方法が効率的と思われて、現在、我が国でも開発したベクタ-を用いて遺伝子導入を試みている。また、花芽分化の生理・生化学的研究に好適と思われてストレプトカ-パスを用いた研究をサンパウロ大学で実施しているが、形質転換については未だ検討していなかったため、今後は両者で実験材料を提供しあい、好適な形質転換系を開発するための共同研究を実施することとした。
2.糖蛋白質について:同じニンジンを材料とし、ワ-ゲニンゲン農業大学で特定の糖蛋白質の研究を進めているが本研究分担者が単離・精製した糖蛋白質と同じものか否かを共同研究で確認した。その結果、両糖蛋白質の出現パタ-ンは類似しているものの抗体で認識できなかったことより、別の蛋白質であることが明らかとなった。一方、この糖蛋白質遺伝子を単離し、その発現特性をフリ-ドリッヒミ-ヒャ-研究所(FMI)の研究者と共同研究したところ、この糖蛋白質遺伝子は傷害によって誘導され、バクテリア等に対する抗菌作用を持つのではないかと推察された。さらに、この遺伝子をニンジンに再導入してセンス及びアンチセンスRNAとして発現させる方法についてマックスプランク研究所及びINRAベルサイユ研究所の方法について検討した。
3.遺伝子発現調節について:本研究分担者はTiプラスミドTーDNA上に存在するアグロピン合成酵素遺伝子の発現調節機構について研究を進めており、その発現はプロモ-タ-領域の特性によって決定され、分裂細胞で特異的に発現することを明らかにした。そこで、TiプラスミドTーDNA上に存在する他の遺伝子群の発現を調べているライデン大学を訪問し、そのプロモ-タ-領域を比較検討した。その結果、TiプラスミドTーDNA上の遺伝子であってもその発現特性は各々異なっており、プロモ-タ-領域の塩基配列にも特定の相同領域は検出されなかった。そこで、アグロピン合成酵素遺伝子の発現特性を人為的に変化させるために必要なプロモ-タ-塩基配列に関する情報を得るためマックスプランク研究所及びパリXI大学を訪問し、最新情報を収集した。
4.二次代謝物について:高等植物が生産する各種二次謝物の医薬品は原料あるいは食品添加物等として広く利用されており、その合成制御機構を知るこは極めて重要である。そこで、二次代謝物合成と形態分化の関連及び二次代謝物合成経路等について研究の進んでいるミュンヘン大学、マックスプランク研究所との共同研究を行った。その結果、トロパンアルカロイドをはじめとする多くの二次代謝物が根で合成され、根の形態分化と密接な関わりを持つことが明らかとなった。また、従来報告されていた二次代謝物合成経路には間違いも多く、新たな反応中間物の同定や抽出操作中に変化した物質を天然物として同定していた例等も発見した。一方、二次代謝物合成の制御機構については欧米を中心にアントシアンを対象として研究が進められており、アントシアン合成の初期反応を支配する遺伝子の発現調節の研究実状を調査した。その結果、このような遺伝子の発現制御が従来述べられていたほど単純ではなく、極めて複雑な制御機であることが次第に明らかにされつつあった。

研究成果

• [文献書誌] M. Sauerwein: "17alphaー0ーMethylyohimbine and vallesiachotamine from roots of Amsonia elliptica" Phytochemistry. 29. 3377-3379 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S. Sato: "Woundーinduced expression of carrot secretory glycoprotien GP57" In preparation.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Saitou: "Light requirement for shoot regeneration in horseradish hairy roots" In preparation.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M. Sauerwein: "17-O-Methylyohimbine and vallesiachotamine from roots of Amsonia elliptica." Phytochemistry. 29. 3377-3379 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S. Sato: "Wound-induced expression of carrot secretory glycoprotein GP57."
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Saitou: "Light requirement for shoot regeneration in horseradish hairy roots."
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より