植物ゲノムの動的解析

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04304012
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 平井 篤志 東京大学, 農学部, 教授 (60023470)
• 研究分担者: 渡辺 昭 名古屋大学, 農学部, 教授 (70023471) ; 三上 哲夫 北海道大学, 農学部, 教授 (50133715) ; 亀谷 寿昭 東北大学, 遺伝生態研, 教授 (70006013) ; 常脇 恒一郎 京都大学, 農学部, 教授 (20026438) ; 杉浦 昌弘 名古屋大学, 遺伝子, 教授 (80027044)
• キーワード: 植物ゲノム / 種間変異 / RFLP分析 / 移行シグナル / 遺伝子地図

研究概要

遺伝情報は世代から世代へ正しく伝えられなければならないが、時に異なって伝達され、生物は進化していく。また植物細胞内では3種のゲノムはお互いに情報を交換していることが明らかになってきた。これらゲノムの動的側面を正しく理解することが、植物の進化、特に作物の成立過程を知り、そして将来におけるゲノムの変異し得る範囲を予測するのに重要と考え、本研究を始めた。
イネ属の葉緑体ゲノムの分子構造を比較すると塩基置換と300ー500塩基程度の断片の欠失による変異が認められた。このうち欠失は約10塩基の繰り返し配列による組み替えで起こったことが強く示唆された。またこのタイプの欠失変異は種間だけでなく、Oryza sativaの中でも発見され、種内でも見られることから、かなり頻繁に起こる現象であることが示された。パンコムギのゲノミックDNAのライブラリーを作製し、その中より、核ゲノムのRFLP分析に適したクローン、及び超変異配列と染色体特異的配列の選抜に成功した。テンサイ正常型およびCMS型ミトコンドリアゲノムの物理・遺伝子地図を完成し、15カ所の組み替えサイトを見いだした。葉緑体遺伝子psbAに葉緑体への移行シグナルをつけた遺伝子を作製し、細胞核へ導入した形質転換植物に作製に成功した。誘導初期カルスの長期継代カルスの遺伝的変異を調べるため、differential hybrizationを行い、初期カルスに特異的なcDNAを30個単離し、塩基配列を決定した。その中にはヒートショックタンパク質様遺伝子が含まれていた。

研究成果

• [文献書誌] Kanno,A.: "Comtarative studies on the structure of chloroplast DNA from four species of Oryza:Cloning and physical map." Theor.Appl.Genet.83. 791-798 (1992)
• [文献書誌] Senda,M.: "The sugar beet mitochondrial gene for ATPase a-subunit:sequence,transcription and rearrangements in cytoplasmic male sterile plants." Curr.Genet.
• [文献書誌] Konishi,T.: "Protein transport into thylakoid lumen-A stromal processing and the energy requirement for the import of the precursor for the 23-KD protein of PS II." Plant Cell Physiol.in press.
• [文献書誌] Ye,L.: "Domeins required for nucleic acid binding activities in chloroplast ribonucleoproteins." Nucleic Acids Res.20. 6275-6279 (1992)
• [文献書誌] Liu,Y.: "Moderaately repeated,dispersed,and highly variable(MRDHV)genomic sequences of common wheat usable for cultivar identification." Theor.Appl.Gent.84. 535-543 (1992)
• [文献書誌] Kanno,A.: "Variations in chloroplast DNA from rice(Oryza sativa)differences between deletions mediated by short direct-repeat sequences within a single species." Theor.Appl.Genet.