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植物の胚発生の分子レベルの研究は、胚が極めて小さいうえに何層もの細胞に囲まれているため、これまでほとんど行われてこなかった。本研究の目的は、微量組織からのcDNAライブラリー作成法を用いて、植物の胚発生の遺伝的制御機構を明らかにすることである。
本研究では、何回もの再利用が可能なイネ受精3日胚の固定化cDNAライブラリーを作成した。このライブラリーを鋳型としたPCR法等を用いて、8個のホメオボックス遺伝子のcDNAをクローニングした。これらの遺伝子の胚発生における発現パターンを固定化cDNAを鋳型としたRT-PCRにより調べた。その結果、HOS13は受精1日目に最も強く発現し、その後2日目、3日目と徐々に弱くなり、4日目以降は発現が見られなくなった。HOS16とHOS24は受精1日目、2日目と徐々に強くなり、3日目で最も強く発現し、その後4日目、5日目と徐々に弱くなっていった。HOS3とHOS9は受精1日から5日までの間、常に似たレベルの発現が見られた。
以上の結果より、イネ初期胚発生では数多くのホメオボックス遺伝子が様々なパターンで発現していることが分かった。特に、受精したばかりの1日目や器官分化が始まる直前の3日目で強く発現する遺伝子など、注目すべき発現パターンを示す遺伝子が得られた。このことは、技術的には、固定化cDNAライブラリーが、イネの胚のような微量組織からの遺伝子クローニングと遺伝子発現の解析に非常に有効であることを示している。固定化cDNAライブラリーのRACE等への利用とここで得られた遺伝子の形質転換イネなどを用いた機能解析がこれからの課題である。
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