| 研究課題/領域番号 |
15201010
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
放射線・化学物質影響科学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
熊谷 忠 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90089805)
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| 研究分担者 |
山本 和生 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (20093536)
日出間 純 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教授 (20250855)
田中 淳 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門バイオ応用技術研究ユニット, ユニット長 (80343911)
矢野 昌裕 独立行政法人農業生物資源研究所, 分子遺伝研究グループ応用遺伝研究チーム, チーム長 (50355749)
上田 忠正 独立行政法人農業生物資源研究所, 分子遺伝研究グループ応用遺伝研究チーム, 研究員 (80355750)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)
2005年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2004年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2003年度: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
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| キーワード | 紫外線UVB / 耐性機構 / ピリミジン二量体 / 光回復酵素 / 植物 / イネ / イオンビーム / QTL解析 / イオンブーム / 耐性機器 |
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| 研究概要 |
1.イネのUVB感受性差異の要因とCPD光回復酵素
(1)UVB感受性の異なる日本型、インド型イネ品種を材料に、UVB感受性差異の要因について解析した結果、イネ品種間でのUVB感受性の違いには、CPD光回復酵素遺伝子の突然変異による酵素活性の違い強く依存していることを見出した。
(2)UV抵抗性品種ササニシキに、ササニシキCPD光回復酵素遺伝子をセンス、またはアンチセンス方向に導入し、親株と比較して活性で5-30倍(センス系統)、または活性が検出できない(アンチセンス系統)形質転換体を作製・選抜し、UVBの影響を調べた。センス系統はUVBによる生育阻害が軽減され、アンチセンス系統は生育が著しく抑制され、CPD光回復酵素の活性が、UVBが増加した環境下におけるイネの生育レベルを決定する主要因であることを実証した。
(3)イネUVB光回復酵素遺伝子の大腸菌発現系における遺伝子産物を材料に、アミノ酸構造と酵素活性について解析した結果、Gln296及びその周辺のSer282,Ser285がFADとの結合に関わることを明らかにした。C末端のW344,Y419はFADや損傷DNAとの結合には関与しないが,光修復には関わることが示唆された。
2.イオンビーム誘発シロイヌナズナ紫外線耐性・感受性突然変異体の変異原因遺伝子の解析
紫外線感受性突然変異体(rev3-1)は、「誤りがちなDNA損傷乗り越え複製」に関与するAtREV3が欠損したことで感受性を示したこと、一方野生株に比べて2倍以上UVに耐性を示すシロイヌナズナ突然変異体(uvi4)は、細胞の核内倍加が原因となってUV耐性が付与されたことを明らかにした。
3.イネの紫外線抵抗性に関するQTL解析
日本型イネ品種(日本晴:UVB抵抗性)とインド型品種(カサラス:UVB感受性)の雑種後代を材料に、UVB抵抗性に関わるQTL解析を行った結果、(1)少なくとも3つの遺伝子座がUVB抵抗性に関与すること、(2)これら3つのQTLのうち、最も寄与率が高いqUVR-10は、CPD光回復酵素をコードしていることを見出した。
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