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植物の生体防御機構を明らかにし、さらに病原菌抵抗性植物の作製のため、ヤマイモから病原菌感染により誘導されかつ溶菌活性の強い病原菌特異的キチナーゼの遺伝子解析を行い、その酵素の特性を調べた。
(1)病原菌特異的キチナーゼの塩基配列:ヤマイモカルスから病原菌(Fusarium oxysporum)の接触により誘導されたmRNAからcDNAライブラリーを作製した。一方、この病原菌特異的キチナーゼのアミノ酸配列を一部解明し、その配列を利用し作製したプライマーを用いてcDNAライブラリーを鋳型にしてPCR法により病原菌特異的キチナーゼのcDNAを増幅した。さらに、ゲノムDNAライブラリーを作製した。両ライブラリーから病原菌特異的キチナーゼのcDNAを、PCR法で増幅したcDNAでスクーリングし、塩基配列を解析した。その結果、病原菌特異的キチナーゼは、これまでのもの(クラスI〜III)とは異なる新しいクラス(IV)に属し、N末端側に活性中心の他にもう一つ、キチン結合領域を有することを明らかにした。
(2)病原菌特異的キチナーゼの酵素特性:病原菌特異的キチナーゼの酵素反応特性のとして、溶菌活性が強く、至適pHが2カ所あり、キネティックス解析で基質阻害が見られる他にキチンの加水分解反応時に他のキチン分解酵素とは異なりαアノマーの生成物を生じることが分かった。
(3)病原菌特異的キチナーゼ遺伝子をを導入したトランスジェニック植物作製:病原菌特異的キチナーゼのN末端キチン結合領域の役割を明らかにするためと、病原菌抵抗性の植物の作製の試みのため、この領域を含む者と含まないキチナーゼ遺伝子を構築し、Agrobacterium tumefaciensのTiプラスミド系を利用しこれらの遺伝子を導入したトランスジェニックタバコの作製を試みた。その結果、全長のキチナーゼ遺伝子を導入したタバコの作製に成功した。
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