| 研究概要 |
植物は光エネルギーを化学エネルギー(ATP & NADPH)に変換し,これを利用して大気中の二酸化炭素の炭素を固定する.この光合成過程により生成する光合成産物を効率的に利用することは,植物自身の生長に重要である.植物の光合成能と同化デンプン蓄積能は正の相関を示すことが知られている.したがって,同化デンプン代謝能を強化することは,光合成能.生長,生産性の向上を導くことが期待される.これまでに,デンプン生合成における鍵酵素であるADP-glucose pyrophosphorylase(AGPase)のアロステリック調節に焦点を当て.アロステリック機能のin vitroでの改変と改変遺伝子の植物での発現を試みてきた.実際に,モデル植物であるシロイヌナズナでは,アロステリック改変AGPase遺伝子の発現により,同化デンプン代謝能の強化とそれに伴う生長の向上をもたらすことが明らとなった.本研究では,これらの成果のイネへの適応を最終的に目指し,そのための基盤を得ることを目的とした.
1.アロステリック非感受性AGPaseの発現
既知アロステリック分子非感受性のBacillus stearothermophillus AGPaseを,ロゼット葉AGPaseを欠損したシロイヌナズナ変異株で発現させた.得られた形質転換植物のロゼット葉におけるAGPase活性ならびに同化デンプン蓄積量は,野生型株と同程度までしか回復せず,B.stearothermophillus AGPaseが植物中で未知のアロステリック制御を受ける可能性が示唆された.
2.イネAGPaseサブユニット遺伝子の器官特異的発現
イネデーターベース上の6種のAGPase遺伝子の発現を詳細に解析し,各器官の主たるAGPaseを同定した.胚乳細胞および培養細胞では一つの遺伝子が選択的スプライシングを介した2種のタンパク質を与え,それぞれ細胞質とアミロブラストに局在すると考えられた.
3.イネADPglucoseトランスポーター候補遺伝子の発現制御
細胞質からアミロプラスト内へADPglucoseを輸送するトランスポーターの候補遺伝子の器官特異的発現を解析し,胚乳細胞特異的であることを明らかにした.
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