| 研究概要 |
高等植物は光合成によって固定した炭素の一部を葉緑体内の同化デンプンに変換する.同化デンプン合成速度と光合成能には正の相関が認められることから,同化デンプン合成能を強化することは光合成能,生長,生産性の向上を導くと考えられる.ADP-glucose pyrophosphorylase(AGPase)は,デンプン合成におけるグルコースポリマー供与体であるADP-glucoseを供給する酵素であり,そのアロステリック調節は同化デンプン合成速度を左右する重要な因子である.また,デンプン枝作り酵素(starch-branching enzyme;SBE)はアミロペクチンの分岐合成を司ることから,デンプン合成量を決定する因子の一つであると考えられる.本研究では,これらの酵素機能を利用し,植物同化デンプン代謝能の改変と最終的な植物生産性の向上を目指している.
(1)AGPaseおよびSBEの植物での発現:シロイヌナズナにおける同化デンプン合成速度の増加を導く目的で,AGPaseならびにSBEを同時に高発現する植物を作製する.このとき,アロステリック非感受性AGPaseとしてBacillus stearothermophilus glgC遺伝子を,また,SBEとして貯蔵器官で特異的に発現するインゲンマメsbe遺伝子を用いた.すでに,両遺伝子を組込んだバイナリベクターを作製し,形質転換を行っている.次年度は,得られる形質転換植物の解析を行う.
(2)イネAGPaseの機能改変と同化デンプン合成速度の増加:イネ葉身の光合成能は高いがほとんど同化デンプンを合成しない.一方,葉鞘では光合成能は低く,また,出穂期までは同化デンプンの合成能も低い.葉鞘における同化デンプン合成量の増加は,一時的炭素貯蔵量を増加させることにつながることから,葉鞘特異的AGPaseを同定し,そのアロステリック機能の改変,ならびに改変遺伝子の導入により,同化デンプン合成量の増加を諮る.すでに,イネに存在する6種のAGPaseサブユニット遺伝子を単離した.次年度は,器官特異的発現プロファイルを調べ,変異導入および変異遺伝子のイネへの導入を行う.
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