遺伝子組換えによるニホンナシ自家不和合性の制御

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10660025
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 中西 テツ 神戸大学, 農学部, 教授 (80031227)
• 研究分担者: 片山 寛則 神戸大学, 付属農場, 助手 (50294202) ; 高崎 剛志 神戸大学, 農学部, 助手 (30314511)
• キーワード: 自家不和合性 / ニホンナシ / S遺伝子 / S-RNase / プロモーター / シス因子

研究概要

ニホンナシ自家不和合性の雌ずい側S遺伝子産物として、RNase活性を有するタンパク質(S-RNase)が見出されている。S-RNaseは開花4〜5日前から柱頭と花柱の花粉管誘導組織で発現し、開花直前に最大の発現量を示すことが明らかになっている。このようなS-RNaseの組織・発達段階に特異的な発現はプロモーターにより制御される。
昨年度、9つのS_3-RNaseデリーションプロモーターにGUSレポーター遺伝子を連結したキメラ遺伝子をタバコに導入し、形質転換体におけるGUS遺伝子の発現を調査した。その結果、GUS活性は雌ずいにのみ認められ、葯、花弁、萼、葉、茎及び根の組織では検出されなかった。また、S_3-RNaseの花柱特異的な発現に必要とされるシス配列はBox1領域の-322から-274の間の50bpに存在することが明らかになった。ニホンナシと同じ配偶体型自家不和合性を示すジャガイモのS-RNaseプロモーターにGUS遺伝子をつないだキメラ遺伝子を導入した形質転換タバコとジャガイモでは、花柱だけでなく花粉でもGUS遺伝子の発現が観察されている(Ficker et al. 1998)。
今年度は、カナマイシン50mg/Lを含む培地に形質転換タバコの自殖種子を播種し、9つのキメラ遺伝子に各々に対する自殖次代(T1世代)を育成した。T1世代植物での雌しべと花粉におけるGUS遺伝子の発現を蛍光法と組織化学法により調査した。花粉におけるGUS遺伝子の発現は全てのT1世代植物で検出されなかった。一方、雌しべでGUS活性が検出された形質転換体のT1世代の、雌しべではGUS活性が検出された。以上の結果から、ニホンナシのS-RNaseプロモーターはタバコの花粉では発現しないことが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Norioka, N.: "Sequence comparison of the 5^1 flanking regions of Japanese pear (Pyrus pyrifolia) S-RNases associated with gametophytic self-incompatibility"Sex Plant Reprod.. 13. 289-291 (2001)
• [文献書誌] Castillo, C.: "Reconsideration of S-genotypes assignments, and discovery of a new allele based on S-Rnase PCR-RFLPs in Japanese pear cultivars"Breed. Sci.. 51. 5-11 (2001)
• [文献書誌] Gamage, N.: "Expression of cDNA encoding for S2-RNase of the Japanese pear in transgenic tabacco"Memoirs of Graduate School of Science and Technology Kobe University. 19. 1-10 (2001)
• [文献書誌] Takasaki, T.: "S receptor kinase determines self-incompatibility in Brassica stigma"Nature. 403. 913-916 (2000)
• [文献書誌] Gamage, N: "Expression of a fusion protein of Pyrus pyrifolia S-RNase with glutathione-S-transferase in E. coli"Biotechnology Letters. 22. 1413-1417 (2000)