イネゲノムの構造解析による分子育種学的研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02454035
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 平井 篤志 名古屋大学, 農学部, 助教授 (60023470)
• 研究分担者: 山口 淳二 名古屋大学, 農学部, 助手 (10183120) ; 服部 一三 名古屋大学, 農学部, 助手 (40023494) ; 蓬原 雄三 名古屋大学, 農学部, 教授 (70023405)
• キーワード: イネ / 核DNA / パルスフィ-ルド電気泳動 / rRNA遺伝子 / アミラ-ゼ遺伝子

研究概要

分子育種を進めるためにはゲノムの分子構造の解明が重要な問題の一つである。しかし細胞核のゲノムは葉緑体ゲノムの1000倍以上のサイスを持ち、解析が困難である。そこでイネの核ゲノムの構造を明らかにする目的で核DNAの構造をパルスフィ-ルド電気泳動法で解析した。
イネ(日本晴)の胚芽から細胞核を単離し、巨大DNAを扱うため、DNaseと物理的切断を抑えるために、ゲル中に包埋した。このゲルブロックを高EDTA濃度下、ProteinaseKとSarkosylで処理してDNAを調製し、各種制限酵素で切断した。
パルスフィ-ルド電気泳動による分画の結果、MbサイズのDNAが単離可能であった。また各種制限酵素処理によって現われた、DNAのサイズ分布は、SmaIで10ー250kb、Sallで10ー150kb、PstI・PvuIIで6ー75kbであり、8塩基認識のNotIでも250kb程度であった。これは哺乳動物やトマトなどの他の植物と異なり、平均サイズが小さい。メチル化の度合いが少ないことが原因と見られるが、長いDNAをYACベクタ-などにクロ-ニングするのには不便になるであろう。
リボソ-ムRNA遺伝子をプロ-ブとしてサザンハイブリダイゼ-ションを行なった。実験の結果、遺伝子を切断しない制限酵素では1.1Mb以上の領域にバンドが現われた。これはリボソ-ムRNA遺伝子が130以上物理的に並んでいることを示している。
さらにこの方法で、コピ-数が少ない遺伝子を検出できるかを調べたところ、αアミラ-ゼ遺伝子の検出にも成功した。

研究成果

• [文献書誌] Hirai,A.;: "Molecular structure of chloroplast DNA from rice." Biotechnology in Agriculture and Forestry(Rice). 14. 458-467 (1991)
• [文献書誌] Honda,H.,K.Itoh and A.Hirai:"The heterogeneous composition of mitochondrial DNA in somatic hybrid call and the relatively simple composition of such DNA in regenerated leaves." Jpn.J.Genet.66. 279-289 (1991)
• [文献書誌] Kanno,A.and A.Hirai: "Comparative studies on the structure of chloroplast DNA from four species of Oryza:Cloning and physical map." Theor.Appl.Genet.
• [文献書誌] Honda,H.and A.Hirai: "The gene for the alphaーsubunit of ATPase:a site of homologous recombination in plant mitochondrial DNA also functions in somatic hybrid cells." Theor.Appl.Genet.
• [文献書誌] Iwahashi,M.,M.Nakazono,A.kanno,K.Sugino,T.Ishibashi and A.Hirai:"Genetic and Physical maps and a clone bank of mitochondrial DNA from rice." Theor.Appl.Genet.
• [文献書誌] Hatano,S.J.Yamaguchi and A.Hirai: "The preparation of highーmolecularーweight DNA from rice and its analysis by pulsedーfield gel electrophoresis" Plant Sci.