ムギネ酸生合成系酵素遺伝子導入イネのアルカリ土壌鉄欠乏耐性検定

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13760048
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中西 啓仁 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (80282698)
• キーワード: 鉄欠乏 / 形質転換イネ / ムギネ酸 / 石灰質アルカリ土壌 / ニコチアナミン / オオムギ

研究概要

形質転換イネの栽培.鉄欠乏オオムギの根からムギネ酸合成系酵素のうちニコチアナミン合成酵素(NAS),ニコチアナミンアミノ基転移酵素(NAAT), 2'-デオキシムギネ酸水酸化酵素(IDS3)の遺伝子が得られました.また,鉄欠乏時にムギネ酸生合成に大きく関わっているであろうアデニン・リボースリン酸転移酵素(APRT)遺伝子が得られました.鉄欠乏時に発現を引き起こすのに十分であると考えられている鉄欠乏特異的発現遺伝子Ids3のプロモーター領域約2kbpの下流に3つの遺伝子Nas, Naat, Aprtをつないだコンストラクトをそれぞれ作成しました.これらのコンストラクトをそれぞれ単独であるいはいくつか組み合わせてイネに導入し,形質転換植物を得ました.形質転換を行って得られた第一世代において種子が十分に得られたものについては,石灰質アルカリ土壌での鉄欠乏耐性検定を行いました.石灰質アルカリ土壌は石川県から富山県に分布するの貝化石土壌を用いました.この土壌はpH9.0付近と高く,通常の栽培法ではイネは急速に鉄欠乏クロロシスを呈し,育つことができません.この土壌ではイネは十分に鉄欠乏症を呈し,さらにIds3プロモーターは機能しました.Naat, Nas, Aprt遺伝子を導入したものではベクターのみを導入したコントロールより良好な生育を示しました.今後は水耕栽培を行ってそれぞれの放出するムギネ酸を測定する,ノーザンハイブリダイゼーション,RT-PCRによって各遺伝子の発現を検定するなどを行います.

研究成果

• [文献書誌] Kyoko Higuchi: "Analysis of transgenic rice containing barley nicotianamine synthase gene"Soil Science and Plant Nutrition. 47・2. 315-322 (2001)
• [文献書誌] Kyoko Higuchi: "The expression of a barley HvNAS1 nicotianamine synthase gene promoter-gus fusion genein transgenic tobacco is induced by Fe-deficiency in roots"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 65・7. 1692-1696 (2001)
• [文献書誌] Kyoko Higuchi: "Nicotianamine synthase gene expression differs in barley and rice under Fe-deficient conditions"The Plant Journal. 25.2. 159-167 (2001)
• [文献書誌] Michihiko Takahashi: "Enhanced tolerance of rice to low iron availability in alkaline soils using barley nicotianamine aminotransferase genes"Nature Biothechnology. 19. 466-469 (2001)