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植物ミトコンドリアの形質転換システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 06556002
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 育種学
研究機関東京大学

研究代表者

平井 篤史 (平井 篤志)  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (60023470)

研究分担者 吉羽 洋周  日立製作所, 基礎研究所, 主任研究員
堤 伸浩  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (00202185)
長戸 康郎  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (10143413)
YOSHIDA Yosho  Hitachi Co. Ltd., Inst. Basic Research Principal Invest.
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
1996年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1995年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1994年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
キーワードイネ / ミトコンドリアゲノム / 形質転換 / プラスミド様DNA / アンチマイシン / エディティング
研究概要

ミトコンドリアは生物エネルギーの変換を行う重要な器官で、これの効率化はすべての作物に重要である。ミトコンドリアの機能は遺伝的には核とミトコンドリアゲノムの二元的支配を受けている。このうち、母性遺伝を行い交雑で改良できないミトコンドリアゲノムは遺伝子導入法がなく、その開発が待たれている。
本研究はミトコンドリアのプラスミド様DNAがミトコンドリア内で安定的に増殖することに着目し、これを改変して形質転換のためのプラスミドを構築した。選択マーカーにはアンチマイシン耐性に変異させたcob遺伝子を用いることにし、同遺伝子のエディティングを調べた。プラスミドの構築には、pBSKS+プラスミドを土台にミトコンドリアで発現するatplのプロモータにアンチマイシン抵抗性になるように43番のGlyをValにまたは234番のLysをIleに人工的に改変したcob遺伝子を付け、さらにatp6の3'非翻訳領域をつないだ。最終的にはミトコンドリア内で安定的に増殖させるために、さらにプラスミド様DNA(B4)を挿入して形質転換用プラスミドとした。
一方Particle gunによる形質転換系を確立するため、CaMVの35SプロモータにGUSをつないだ形質転換用プラスミドを構築し、Particle gunを用いてイネ培養細胞に導入し、一過性のGUS活性が発現されるのを確認した。これによりParticle gunによる一般的な形質転換系は確立した。ついで上記ミトコンドリア形質転換用プラスミドをParticle gunを用いてイネカルスに導入することを試みたが、現在のところ成功していない。
このためプラスミド様DNAの複製に関する解析、atpl遺伝子をはじめとする遺伝子発現の解析などを行い、その結果による形質転換用プラスミドを構築し、再度試みる予定である。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Miyata,S.et al.: "Polymorphic distribution and molecular diversification of mitochondrial plasmid-like DNAs in the genus Oryza." Jpn.J.Genet.70. 601-614 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyata,S.et al.: "Mitochondrial plasmid-like DNAs of the Bl family in the genus Oryza : sequence heterogeneity and evolution." Jpn.J.Genet.70. 675-685 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakazono,M.et al.: "Homologous recombination mediated by two palindromic repeated sequences in the mitochondrial genome of Oryza." Theor.Appl.Genet.91. 1-8 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakazono,M.et al.: "Multiple initiation sites for transcription of a gene for subunit 1 of F1-ATPase (atp1)" Curr.Genet.29. 417-422 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakazono,M.et al.: "A chloroplast-derived sequence is utilized as a source of promoter sequences for the gene for subuit 9 of NADH dehydrogenase (nad9) in rnice mitochondria." Mol.Gen.Genet.252. 371-378 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kadowaki,K.et al.: "Targeting presequence acquisiton after mitochondrial gene transfer to the nucleus occurs by duplication of existing targeting signal." EMBOJ.15. 6652-6661 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyata, S.et al.: "Polymorphic distribution and molecular diversification of mitochondrial plasmid-like DNAs in the genus Oryza" Jpn. J.Genet.70. 601-614 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyata, S.et al.: "Mitochondrial plasmid-like DNAs of the B1 family in the genus Oryza : sequence heterogeneity and evolution" Jpn. J.Genet.70. 675-685 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakazono, M.et al.: "Homologous recombination mediated by two palindromic repeated sequences in the mitochondrial genome of Oryza" Theor. Appl. Genet.91. 1-8 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakazono, M.et al.: "Multiple initiation sites for transcription of a gene for subunit 1 of F1-ATPase (atp1) in rice mitochondria" Curr. Genet.29. 417-422 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakazono, M.et al.: "A chloroplast-derived sequence is utilized as a source of promoter sequences for the gene for subunit 9 of NADH dehydrogenase (nad9) in rice mitochondria" Mol. Gen. Genet.252. 371-378 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kadowaki, K.et al.: "Targeting presequence acquisiton after mitochondrial gene transfer to the nucleus occurs by duplication of existing targeting signal" EMBO J.15. 6652-6661 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito,Y.et al.: "RNA editing of transcripts of the gene for apocytochrome b(cob)in rice mitochondria." Genes & Genet.Syst.71. 85-89 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Nakazono,M.et al.: "Multiple initiation sites for transcription of a gene for subunit 1 of F1-ATPase(atp1)in rice mitochondria." Curr.Genet.29. 417-422 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki,T.et al.: "Variability of mitochondrial subgenomic molecules in the meristematic cells of higher plants." Genes & Genet.Syst.71. 329-333 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Nakazono,M.et al.: "A chloroplast-derived sequence is utilized as a source of promoter sequences for the gene for subunit 9 of NADH dehydrogenase(nad9)in rice mitochondria." Mol.Gen.Genet.252. 371-378 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kadowaki,K.et al.: "Targeting presequence acquisiton after mitochondrial gene transfer to the nucleus occurs by duplication of existing targeting signal." EMBO J.15. 6652-6661 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Miyata,S.et al.: "Four kinds of plasmid-like DNA of rice mitochondria are transcribed." Breed.Sci.47. 51-55 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Miyata, S. et al.: "Polymorphic distribution and molecular diversification of mitochondrial plasmid-like DNAs in the genus Oryza" Jpn. J. Genet.70. 601-614 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Miyata, S. et al.: "Mitochondrial plasmid-like DNAs of the B1 family in the genus Oryza: sequence heterogeneity and evolution." Jpn. J. Genet.70. 675-685 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nakazono, M. et al.: "Homologous recombination mediated by two palindromic repeated sequences in the mitochondrial genome of Oryza" Theor. Appl. Genet.91. 1-8 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nakazono, M. et al.: "A small repeated sequence contains the transcription initiation sites for both trnfM and rrn26 in rice mitochondria." Plant Mol. Biol.28. 345-348 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nakazono, M. et al.: "The CRTA motif is present in the promoters of mitochondrial genes of rice." Plant. Sci.105. 227-234 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nishiwaki, S. et al.: "Structure of a gene for subunit 9 of NADH dehydrogenase (nad9) in rice mitochondria and RNA editing of its transcript." Plant Cell Physiol.36. 1135-1138 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Watanabe,N.et al.: "Evolutionary variation in DNA sequences transferred from chloroplast genomes to mitochondrial genomes in the Graminae." Curr.Genet.26. 512-518 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kanazawa,A.,et al.: "Reverisible changes in the composition of the population of mtDNAs during dedifferentiation and regeneration in tobacco." Genetics. 138. 865-870 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Itadani,H.,et al.: "Nucleotide sequence of a 28 kbp portion of rice mitochondrial DNA:the existence of many sequences that correspond to parts of mitochondrial genes in intergenic regions." Plant Cell Physiol.35. 1239-1244 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Nakazono,M.et al.: "The rps3-rp116-nad3-rps12 gene cluster in rice mitochondrial DNA is transcribed from altemative promoters." Curr.Genet.27. 184-189 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Nakazono,M.et al.: "Homologous recombination mediated by two palindromic repeated sequences in the mitochondrial genome of Orvza." Theor.Appl.Genet.(in press.).

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Nakazono,M.et al.: "The CRTA motif is present in the promoters of mitochondrial genes of rice." Plant.Sci.(in press.).

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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