高等植物の葉緑体ゲノムの比較解析

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01618506
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 杉浦 昌弘 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (80027044)
• 研究分担者: 續 順子 椙山学園大学, 家政学部, 助手
• キーワード: クロマツ / 葉緑体 / DNA / 塩基配列 / 進化 / 偽遺伝子 / イントロン

研究概要

高等植物の葉緑体ゲノムは、120〜160kbpの環状DNAより成り150個程の遺伝子を含む。
高等植物間の系統関係を葉緑体ゲノムを用いて最も良い精度で明らかにするためには、同ゲノムの全塩基配列デ-タが要求される。
本計画では、裸子植物のクロマツの葉緑体DNA(約120kbp)の塩基配列決定とゲノムの比較解析を行う。
1)クロマツ葉緑体DNAの約20%の塩基配列をサンガ-法で決定した。その配列のうちに32kdタンパクなど20種の遺伝子を同定した。コ-ド領域の配列は、タバコの対応する配列と相同性が高かったが、遺伝子配列では大きな違いも見られた。特にpsbA遺伝子とtrnI遺伝子の配位は単・双子葉植物と異なっていた。
2)すでに全塩基配列を決定した、単子葉のイネと双子葉のタバコのそれぞれの葉緑体ゲノムにつき詳細な比較解析を行ったところ、両者でいくつかの違いを見出した。逆位反復配列はイネの方が長く伸び、多くの遺伝子を含んでいた。大単一配列では大きな反転がみられ、イネのこの反転の両末端にはtRNA遺伝子の偽遺伝子や短い反復配列が見られた。これらのことからtRNA遺伝子が進化の過程でゲノムの再編成にかかわっているという仮説を立てた。tRNA遺伝子以外に、リボソ-ムタンパク遺伝子の偽遺伝子を3種見出した。分割遺伝子のrps12のイントロンと相同な配列がゲノムの2ケ所に存在しているが、この挿入についての説明はない。このような偽遺伝子は双子葉のタバコにはみられないことから、イネあるには単子葉に特徴的といえる。

研究成果

• [文献書誌] 杉浦昌弘: "Compilation and comparison of transfer RNA genes from tobacco chloroplasts." Critical Reviews in Plant Sciences. 8. 89-101 (1989)
• [文献書誌] 蒙冰原: "Genes for the ribosomal proteins S12 and S7 and elongation factors EF-G and EF-Tu of the cyanobacterium,Anacystis nidulans:Structural homology between 16S rRNA and S7 mRNA." Molecuar and Genetics. 216. 25-30 (1989)
• [文献書誌] 平塚純造: "The complete sequence of the rice(Oryza sativa)chloroplast genome:Intermolecular recombination between distinct tRNA genes accounts for a major plastid DNA inversion during the evolution of the cereals" Molecular and General Genetics. 217. 185-194 (1989)
• [文献書誌] 島田浩章: "Pseudogenes and short repeated sequences in the rice Chloroplast genome." Current Genetics. 16. 293-301 (1989)
• [文献書誌] 島田浩章: "A Physical map and clone bank of the rice(Oryza sativa)Chloroplast genome." Plant Molecular Biology Reporter. 7. 284-291 (1989)
• [文献書誌] 姚文彪: "An additional promoter within the protein-coding region of the psbD-psbC gene cluster in tobacco chloroplast DNA." Nucleic Acids Research. 17. 9583-9591 (1989)
• [文献書誌] 杉浦昌弘: "Aunnual Review of Cell Biology The chloroplast chromosomes in land plants." Annual Reviews Inc., 51-70 (1989)
• [文献書誌] 杉浦昌弘(編集): "植物バイオテクノロジ-実験マニュアルクロ-ニングとシ-クエンス" 農村文化社, 314 (1989)