栄養貯蔵器官特異的遺伝子のプロモーターに結合するホメオドメイン型タンパク質の解析

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08760063
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 坂田 洋一 東京農業大学, 農学部, 助手 (50277240)
• キーワード: シカクマメ / キモトリプシンインヒビター / トランスジェニック植物 / 転写 / 遺伝子発現

研究概要

本研究は熱帯産マメ科植物シカクマメの種子と塊根に特異的に蓄積するKunitz型キモトリプシンインヒビター(WCI)の発現制御機構を解明することにより、栄養貯蔵器官において発現する遺伝子の調節機構を分子レベルで理解することを目的とした。WCI遺伝子の器官特異的な発現の転写レベルにおける制御には、WCI遺伝子プロモーター上のA-T塩基対に富む領域と種子特異的な遺伝子に共通して存在するRY配列(5'-CATGCAT-3')が必要であることが明らかになっている。このA-T塩基対に富む領域に結合するホメオドメインタンパク質(WBHD1)をクローニングした。本研究ではシカクマメ種子を用いた一過的発現系により、このWBHD1タンパク質がWCI遺伝子の転写制御因子であるか否かを検証することを第一の目的とした。現在までにWBHD1の翻訳開始コドンと終始コドンをカバーするcDNA領域をCaMV35Sプロモーターの下流に、WBHD1 cDNAの下流にはノパリン合成酵素のタ-ミネーターを融合させたエフェクタープラスミドおよびWCI遺伝子プロモーターをレポーター遺伝子の上流につないだレポータープラスミドの構築を完成させた。今後、これらプラスミドをシカクマメ種子にパーテイクルガンを用いて導入し、WBHD1の転写制御因子としての機能を検証していく。次に、WBHD1を過剰発現させたトランスジェニック植物を作出し、その植物体を解析することにより、WBHD1の生体内における機能を検証することを第二の目的とした。現在までにタバコおよびアラビドプシスにおける形質転換用バイナリーベクターのT-DNA領域内に、上記と同様の構造をもつプラスミドの構築が完了した。現在形質転換植物体の作出が進行中である。

研究成果

• [文献書誌] Yoshiki Habu: "A gene encoding a majorkunitz proteinase inhibitor of storage organs of winged bean is also expressed in the phloem of stems." Plant Molecular Biology. 32. 1209-1213 (1996)
• [文献書誌] Yoshiki Habu: "Evolution of a multigene family that encodes the kunitz chymotrypsin inhibitor in winged bean : a possible intermediate in the generation of a new gene with adistict pattern of expression." Molecular & General Genetics. (1997)
• [文献書誌] Yoichi Sakata: "The RY sequence is necessary but not sufficient for the transcription activation of a winged bean chymotrypsin inhibitor gene in developing seeds." Plant Molecular Biology. (1997)