| 研究概要 |
世界の多くの湖沼では流域からのリンの流入による富栄養化が進行しており、リンの流入を減少させること、および汚染された湖沼からのリンの回収が望まれている。植物種子に大量に蓄積するリン貯蔵物質フィチンを根や葉などの栄養器官に蓄積させることができれば、リンの超集積植物として湖沼からのリン回収に役立つ環境浄化植物が実現できる。また、消化の悪いフィチンを減少させて無機リンの形で種子に貯蔵させれば、畜舎から排出されるリンを軽減する環境負荷低減植物が実現する。本研究では、フィチン酸合成経路を明らかにし、その情報をもとに遺伝子組換え技術を用いてフィチン酸合成を制御し、高フィチン含有植物および低フィチン米を作出することを目的とする。
1.フィチン酸合成経路の解明
フィチン酸合成に関与する2つのイノシトール三リン酸5/6キナーゼの発現抑制組換えイネおよび高発現組換えイネの解析から、両遺伝子は異なる基質と生成物を持つ機能の異なる遺伝子であることを明らかにした。
2.プロモーターの開発
フィチン蓄積部位のうち胚形成に影響がないアリューロン層でのフィチン酸合成抑制を目指すため、アリューロン層特異的発現を示す2遺伝子のプロモーターの発現解析を行なったところ、最適なプロモーターではないことが判明した。また、改変オレオシンプロモーターについても検討したが、安定したアリューロン層特異的発現を講導するには至らなかった。
3.低フィチン突然変異体の解析
低フィチン変異体の原因遺伝子をマップベースクローニングにより特定した。原因遺伝子は、ABCトランスポーターのサブファミリーCに属するOsABCC13であった。変異体の解析から、本遺伝子は、種子におけるフィチン酸蓄積だけでなく、塩ストレス耐性や維管束での物質輸送にも関与する可能性が示唆された。
4.低フィチン組換え体の解析
低フィチン組換え体において、種子のミネラル成分に変化が見られないかを蛍光X線分析により明らかにした。その結果、フィチン減少に伴い,リン、カリウムのアリューロン層への局在が低下し,逆に亜鉛のアリューロン層への蓄積が促進されることが明らかとなった。
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