植物の紫外線耐性機構

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15201010
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 熊谷 忠 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90089805)
• 研究分担者: 山本 和生 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (20093536) ; 田中 淳 日本原子力研究所, 高崎研究所・イオンビーム生物応用研究部, 室長 (80343911) ; 矢野 昌裕 独立行政法人農業生物資源研究所, 分子遺伝研究グループ・応用遺伝研究チーム, チーム長 (50355749) ; 上田 忠正 独立行政法人農業生物資源研究所, 分子遺伝研究グループ・応用遺伝研究チーム, 研究員 (80355750) ; 日出間 純 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教授 (20250855)
• キーワード: 紫外線UVB / 耐性機器 / ピリミジン二量体 / 光回復酵素 / 植物 / イネ / イオンビーム / QTL解析

研究概要

光回復酵素遺伝子組換え体イネの作出と高い光回復酵素活性を有する光回復酵素遺伝子の探索(日出間、山本、態谷):イネ・ササニシキの光回復酵素遺伝子をササニシキ、農林1号に導入した過剰発現組換え体、アンチセンスイネを各々数系統作成した。現在、これら組換え体のUVB感受性試験、発現量・酵素活性解析を行っている。また紫外線抵抗性の異なる野生イネを含むイネ数品種、ホウレンホウから光回復酵素の推定アミノ酸配列を決定した。その結果、新たな変異箇所を見出し、現在活性と変異との関係を解析中である。
イオンビームを用いたシロイヌナズナ紫外線耐性・感受性突然変異体の変異原因遣伝子の解析(田中):イオンビームにより植物で初めて見出したシロイヌナズナの新規紫外線耐性遺伝子REV3は、動物や酵母ではREV1やREV7と共に働いてDNA損傷乗り越え複製を行うと考えられた。そこで、REV1やREV7のT-DNAタグラインを見出し、紫外線感受性を調べたところ、各々の変異株であるrev1やrev7は紫外線感受性であるものの、rev3との二重変異株ではrev3単独の変異株以上には紫外線感受性にならず、植物でもこれらの遺伝子群は同じ系で働いて紫外線耐性に機能することがわかった。
イネの紫外線抵抗性に関与するQTL(qUVR-1)の解析(上田、矢野):イネ品種日本晴とKasalath間で検出された紫外線抵抗性QTL(qUVR-1)を単離するため、大規模分離集団からqUVR-1近傍に生じた組換え個体を選抜し、それらの後代の紫外線抵抗性検定によって連鎖解析を行った。その結果qUVR-1を高精度連鎖地図上に位置づけることができた。候補領域内には暗修復に関する遺伝子が存在した。

研究成果

• [雑誌論文] Changes in gram size and grain storage protein of rice(Oryza sativa L.) in response to elevated UV-B radiation under outdoor conditions (2005)
  • 著者名/発表者名: J.Hidema, W.H.Zhang, M.Yamamoto, T.Sato, T.Kumagai
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research (印刷中)
• [雑誌論文] イネの紫外線抵抗性は何が決めているか-DNA損傷光回復酵素の役割 (2005)
  • 著者名/発表者名: 岩松優, 日出間純, 熊谷忠
  • 雑誌名: 化学と生物 43・2 ページ: 72-74
• [雑誌論文] CYD photolyase gene from Spinacia aleracea : repair of UV-clonaged DNA and expression in plant organs (2005)
  • 著者名/発表者名: R.Yoshihara, S.Imaki, M.horii, C.Watanabe, K.Yamamoto, K.Takimoto
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research (印刷中)
• [雑誌論文] Ultraviolet-B sensitivities in Japanese lowland rice cultivars : cyclobutane pyrimidine dimer photolyase activity and gene mutation (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Teranishi, Y.Iwamatsu, J.Hidema, T.Kumagai
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 45(12) ページ: 1848-1856