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申請者は、植物を組織培養することにより、トマト青枯病抵抗性、タバコTMV抵抗性、イチゴ萎黄病抵抗性などの変異株を得てきた。しかしながら、これら体細胞変異の誘発メカニズムについては、現在のところ不明な点が多く、結果的に、体細胞変異育種の進展を妨げているのが現状である。そこで、本研究では、内在性変異原の発現様式を解析し、植物自身が積極的に変異を誘発する条件を検討するため、レトロトランスポゾン発現検出ベクターを構築し、Agrobac terium rhizogenesを介してトマトから毛状根を誘導した。得られた毛状根を利用してヒポーター遺伝子(GFP)の発現からレトロトランスポゾンの転写検出システムを考案した。また、転写された遺伝子を細胞レベルで検出する'単一細胞RT-PCRシステム'を確立し、各種ストレスによる転写誘導を調査した。その結果、変異誘発を制御する因子(各種ストレスおよび化学物質)の検索が可能になり、得られた知見を植物組織または培養細胞に適用することにより、変異誘発頻度を制御した効果的体細胞変異育種が可能になった。現在、国内外の多くの研究機関において、植物の組織培養系が確立され、体細胞変異を利用した病虫害抵抗性育種が試みられているが、それらのほとんどが組織培養過程で誘発された変異個体を選抜するという、受動的変異誘発に依存しているのが現状である。本申請で確立した実験系を利用することにより、植物が積極的に多様性を生み出す条件が明らかになり、体細胞変異の誘発頻度が高くなるものと期待される。また、現在、内在性変異原の内部構造、すなわち、逆転写酵素や染色体組込み酵素などの解析が進行していることから、これらの情報をもとに高頻度に変異を誘発する内在性変異原の選択が可能となれば、それらを目的とする植物に導入することにより、さらに、多様性の拡大が期待される。
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