三価鉄還元酵素遺伝子導入(鉄欠乏耐性)植物の創成

• 研究課題/領域番号: 06453161
• 研究種目: 一般研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 森 敏 東京大学, 農学部, 教授 (90011915)
• 研究分担者: 藤原 徹 東京大学, 農学部, 助手 (80242163)
• 研究期間 (年度): 1994 – 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円); 1995年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1994年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: コウボ / FRE1 / CaMV35S / トランスジェニック・タバコ / BPDS / Fe欠乏 / PCR / FREI / トランスジエニツク・タバコ / Agrobacterium / Fe^<3+>-reductase / ylast / Nicotiana tabacum / pBI121 / Fe-deficiencuy

研究概要

酵母の細胞膜に存在する3価鉄還元酵素の核遺伝子FRE1を含むplasmid(pC6L)ら制限酵素でORFにあたる配列を切り出し,2種類のT-DNAのコンストラクト,PYH6(pBI121由来)とPYH7(pUCΩE12GUS由来)に組み込み,タバコ(Nicotiana tabacum L.var SR1)に感染させた.カナマイシン耐性カルスを選抜し,植物体を再生させT2植物種子を採取し,カナマイシン耐性の7個体を得た.FRE1に特異的なプライマーでPCRを行ない,根からのRNAに対してノーザンハイブリダイゼーションを行なうと,0.9kbの転写物が確認された.この転写物は予想されるmRNAの長さよりも短かかったが,一応実験を続行した.これらの遺伝子導入植物の根の細胞膜が導入遺伝子の恒常的な発現によって,鉄が十分にある条件下でも3価鉄還元酵素活性を有しているかどうかを,根圏近傍のBPDS-Fe^<2+>の発色法を用いて検定した.ざんねんながら,発色は有意ではなかった.そこで鉄欠乏条件下での本酵素活性の持続性を水耕法によって検定したところ,2株が鉄欠乏耐性を示した.一方,本実験では,完全長のmRNAが得られていない.その原因を追究したところ,酵母ではポリAシグナルとは読まれない配列が,タバコでは読まれているために転写が途中で終了していることが判明した.現在,FRE1中のこの様な可能性のある5カ所のコドン領域をサイトスペシフィックミュータジュネシスにより改変した遺伝子を作成して,遺伝導入タバコを作成している.

研究成果

• [文献書誌] Kanazawa K.et al: "Detection of two distinct isozymes of nicotianamine aminotransferase in Fe deficient barley roots" J. Exp. Bot. 46. 1241-1244 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Higuchi K.et al.: "Response of nicotianamine synthase activity to Fe-deficiency in tabakco plants as compared with barley" J. Exp. Bot.46. 1061-1063 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nakamura.S.et al.: "Detection and Characterization of Protein Kinases in Rice Phloem Sap" Plant Cell Physiol. 36. 19-27 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kanazawa K.et al: "Nicotianamine aminotransferase activities are correlated to the phytosiderophore secretions under Fe deficient conditions in Gramineae" J. Exp. Bot. 45. 1903-1906 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ishiwatari et al.: "Thioredoxixn h is one of the major proteins in rice phloem sap" Planta. 195. 456-463 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 森 敏: "植物の遺伝子工学と食糧・環境問題" 学術月報. 48. 1090-1099 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mori S.et al: "Genetic manipulation of crop plants to enhance integrated nutrient management in cropping systems 1." International Research Institute for Semi-Arid Tropics, 15 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mori S.et al: "Biochemistry of Metal Micronutrients in the Phizospbere" Lewis Publishers, 24 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Okumura N,Nishizawa NK,Umehara Y,Ohata T,Nakanishi H,Yamaguchi T,Chino M and Mori S: "A dioxygenase gene (Ids2) expressed under iron deficiency conditions in the roots of Hordeum vulgare" Plant Mol.Biol.25. 705-719 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nishizawa NK,Mori S,Watanabe Y and Hirano H: "Ultrastructural Localization of the basic 7S globulin in soybean (Glycine max) cotyledons" Plant Cell Physiol.35. 1079-1085 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Walter A,Romheld V,Marschner H and Mori S: "Is the release of Phytosiderophores in zinc-deficient wheat plants a response to iron utilization?" Physiologia Plantarum. 92. 493-500 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] von Wiren N,Mori S,Marschner H and Romheld V: "Iron Inefficiency in Maize Mutant ys1 (Zea mays L.cv Yellow-Stripe) Is Caused by a Defect in Uptake of Iron Phytosiderophores" Plant Physiol.106. 71-77 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Higuchi K,Kanazawa K,Nishizawa NK,Chino M,Mori S: "Purification and characterization of nicotianamine synthase from Fe-deficient barley roots" Plant and Soil. 165. 173-179 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kanazawa K,Higuchi K,Nishizawa NK,Fushiya S,Mitsuo C and Mori S: "Nicotianamine aminotransferase activities are correlated to the phytosiderophore secretions under Fe-deficient conditions in Gramineae" J Exp_0 Botany. 45. 1903-1906 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ishiwatari Y,Honda C,Kawashima I,Nakamura S,Hirano H,Mori S,Fujiwara T,Hayashi H and Chino M: "Thioredoxin h is one of the major proteins in rice phloem sap." Planta.195. 456-463 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nakamura S,Hayashi H,Mori S and Chino M: "Detection and Characterization of Protein Kinases in Rice Phloem Sap." Plant Cell Physiol.36. 19-27 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Higuchi K,Nishizawa NK,Yamaguchi H,Romheld V,Marschner H and Mori S: "Response of nicotianamine synthase activity to Fe-deficient tobacco plants as compared with darley" J Exp.Botany. 46. 1061-1063 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kanazawa K,Higuchi K,Nishizawa N-K,Fushiya S and Mori S: "Detection of two distinct isozymes of nicotianamine aminotransferases in Fe-deficient barley roots." J Exp.Botany. 46. 1241-1244 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Huang C,Graham R.D.Barker S.J.and Mori S: "Differential Expression of Iron Defficiency-induced Genes in Barley Genotypes with Different Manganese Deficiency" J Plant Nutr.19. 407-420 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kanazawa K.,et al: "Detedion of two distinct isozymes of nicotianamine aminotransferase in Fe-deficient barley roots" J. Experimental Botany. 46. 1241-1244 (1995)
• [文献書誌] Higuchi K.,et al: "Response of nicotianamine synthase activity to Fe-deficiency in tobacco plants as compared with barley" J. Exp. Bot.46. 1061-1063 (1995)
• [文献書誌] Kanazawa K.,et al: "Inductions of two enzyme activcties involned in the biosynthesis of mugineic acid in Fe-deficient barley roots" Iron Nutrition in Soils and Plants(Kluwers Academic Publishers). 37-41 (1995)
• [文献書誌] Nakamura S.,et al: "Datection and Characterization of Protein Kinases in Rice Phloem Sap" Plant Cell Phygicl. 36. 19-27 (1995)
• [文献書誌] Kanazawa K.,et al: "Nicotianamine aminotransferase activities are cor lated to the phytosideiophove secretions under Fe-deficient conditions in Gramineae" J. Exp. Bot.45. 1903-1906 (1994)
• [文献書誌] Ishiwatari Y.,et al: "Thioredoxin h is one of the major proteuis in rice phloem sap" Planta. 195. 456-463 (1995)
• [文献書誌] Mori S.,et al: "Genetic Manipulation of Crop Plants to Enhance Integrated Nutrient Management in Cropping Systems 1.Phosphorous" International Crop Research Institute for the Semi-Arid Tropics, 15 (1994)
• [文献書誌] Mori S.,et al: "Biochemistry of Metal Micronutrients in the Rhizosphere" Lewis Publishers, 24 (1994)
• [文献書誌] Higuchi K.,et al: "Purification and characterization of NA Synthase in the Roots of Gramineae" Plant and Soil. 165. 173-179 (1994)
• [文献書誌] Okumura N.,et al.: "A dioxygenase gene(Ids2)expressed under iron deficiency conditions in the roots of Hordeum vulgare" Plant Mol.Biol.25. 705-719 (1994)
• [文献書誌] Walter A.,et al.: "Is the release of phytosiderophores in Zn-deficient wheat plants a response to impared iron utilization ?" Physiologia Plantarum. 92. 493-500 (1994)
• [文献書誌] von Wiren N.,et al: "Iron Inefficiency in Maiz Mutant ys1(Zea mays L.ov.Yellow-Stripe)Is Caused by a Defect in Uptake of Iron Phytosiderophores" Plant Physiol.106. 71-77 (1994)
• [文献書誌] Nishizawa N.,et.al.: "Ultraslructural Localization of the Basic 7S Globulin in Soybean(Glycine max)Cotyledons" Plant Cell Physiology. 35. 1079-1085 (1994)
• [文献書誌] Nakamura S.,et al: "Detection and Characterization of Protein Kinases in Rice Phloem Sap" Plant Cell Physiol.36. 19-27 (1995)
• [文献書誌] Mori S.: "Biochemistry of Metal Micronutrients in the Rhizosphere" Lowis Publishers, 24 (1994)
• [文献書誌] Kanazawa K.,et al: "Iron Nutrion in Soil and Plants" Kluwer Academic Publishers, 6 (1994)