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花粉を介して飛散しない可食を目的とした植物形質転換マーカーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19658042
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 応用生物化学
研究機関静岡県立大学

研究代表者

小林 裕和  静岡県立大学, 大学院・生活健康科学研究科, 教授 (80170348)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2008年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2007年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード育種学 / 組換え食品 / 植物 / 生態学 / バイオテクノロジー / 葉緑体 / 形質転換 / 選択マーカー
研究概要

植物の遺伝子操作は、食糧、機能性食品、薬効成分、エネルギー等の効率的生産への可能性を秘めているにも係わらず、遺伝子組換え農作物は社会的に容認されているとは言い難い。その要因として、花粉の飛散による組換え遺伝子の他植物への転移の可能性、圃場における除草剤耐性遺伝子を用いた場合の除草剤耐雑草の出現の可能性などが挙げられる。これらの問題を解決するために、葉緑体に局在し分岐鎖アミノ酸の生合成に介在するアセト乳酸合成酵素[acetolactate synthase(ALS);別称acetoh ydroxyacid synthase(AHAS)】を用いて、植物由来新規葉緑体形質転換維持マーカーを開発した。
ALSはアミノ酸配列の変異の違いにより、異なる阻害剤に耐性となる特徴を持つ。本実験ではシロイヌナズナALS触媒サブユニット(以下ALSと呼ぶ)のコード領域に複数の変異を導入し、3種類のALS阻害剤に対してそれぞれ耐性の異なる二重変異を含む5種類の変異型ALSを作製した。これらをそれぞれスペクチノマイシン耐性遺伝子aadAに隣接して導入したニンストラクトを作製し、タバコ葉緑体ゲノムにパーティクルガン法により導入後、スペクチノマイシン耐性で選抜を行った。得られた耐性系統は、葉緑体ゲノム中に変異ALS遺伝子を保持しており、正常に生育することを観察した。本形質転換系統の葉をALS阻害剤を含む再分化培地で培養した。その結果、阻害剤を含む培地で、再分化個体が得られ、ALS阻害剤に耐性を示すことを証明した。この技術により、組換え遺伝子の他植物への転移を防ぐことが可能となる。さらに、圃場において異なる阻害剤のローテーション使用が可能になり、除草剤耐性雑草の出現の回避にも繋がる。また、除草剤の淘汰圧をかけ続けることで、形質転換葉緑体の脱落を防ぎ、形質転換形質の維持が容易になる。選抜条件を検討することにより、aadAを介さず、変異型ALSを選択マーカーとして葉緑体形質転換が可能なるものと考える。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Transformation of Arabidopsis with plant-derived DNA sequences necessary for selecting transformants and driving an objective gene.2009

    • 著者名/発表者名
      Ahmad, A., Kaji, I., Murakami, Y., Funato, N., Ogawa, T., Shimizu, M., Niwa, Y., Kobavashi. H.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem. 73

      ページ: 936-938

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Herbicide sensitivities of mutated enzymes expressed from artificially generated genes of acetolactate synthase2008

    • 著者名/発表者名
      Kawai, K., Kaku, K., Izawa, N., Shimizu, M., Kobavashi. H., Shimizu, T.
    • 雑誌名

      J. Pestic. Sci. 33

      ページ: 128-137

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selectable tolerance to herbicides by mutated acetolactate synthase genes integrated into the chloroplast genome of tobacco2008

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, M., Goto, M., Hanai, M., Shimizu, T., Izawa, N., Kanamoto, H., Tomizawa, K. -I., Yokota, A., Kobavashi, H.
    • 雑誌名

      Plant Physiol. 147

      ページ: 1976-1983

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Herbicide sensitivities of mutated enzymes expressed from artificially generated genes of acetolactate synthase2008

    • 著者名/発表者名
      Kawai, K., Kaku, K., Izawa, N., Shimizu, M., Kobayashi, H., Shimizu, T.
    • 雑誌名

      J. Pestic. Sci. 33(印刷中)

    • NAID

      10021002139

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Genetic improvement of plants with all plant-derived DNA sequences and its application to polyphenol enrichment2008

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi. H.
    • 学会等名
      1st International Conference of Health anid Longevity Sciences -- Yaku-shoku Dogen, 'Medicine and Food, Sharing a Common Origin'
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      2008-12-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] A strategy for plant improvement to relieve anxiety about oral intake and “genetic pollution"2008

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, M., Kobavashi. H.
    • 学会等名
      1st International Conference of Health and Longevity Sciences -- Yaku-shoku Dogen, 'Medicine and Food, Sharing a Common Origin'
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      2008-12-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 容認性が高い遺伝子操作とLED照射による植物の高付加価値化2008

    • 著者名/発表者名
      小林裕和
    • 学会等名
      イノベーション・ジャパン2008
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-09-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 安全な遺伝子操作を基盤にした薬食生産のための植物の活用2008

    • 著者名/発表者名
      小林裕和
    • 学会等名
      第70回しみず新事業創出研究会
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      2008-04-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 安全な遺伝子操作を基盤にした薬食生産のための植物の活用2007

    • 著者名/発表者名
      小林裕和
    • 学会等名
      中部公立3大学 新技術説明会:薬食系を中心に, 岐阜薬科大学, 静岡県立大学, 名古屋市立大学, 科学技術振興機構(JST)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-11-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] フラボノイド類合成酵素遺伝子の導入による植物食薬生産能の強化2007

    • 著者名/発表者名
      小林裕和, 村上由規子, 加治いずみ, 丹羽康夫, Aftab Ahmad, 清水正則, 臼井由美子, 中山 勉, 阿部郁朗, 野口博司
    • 学会等名
      第2回食品薬学シンポジウム
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      2007-10-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 安全な遺伝子操作によるフラボノイド類合成強化植物作出の試み2007

    • 著者名/発表者名
      村上由規子, 加治いずみ, 丹羽康夫, Ahmad, A., 清水正則, 臼井由美子, 中山 勉, 熊澤茂則, 清水 力, 井沢典彦, 小林裕和
    • 学会等名
      日本カテキン学会
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      2007-08-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://sfns.u-shizuoka-ken.ac.jp/pctech/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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