研究課題
相同組換えを利用した遺伝子ターゲッティング(gene targeting;GT)は、標的遺伝子だけを狙い通りに改変することができる非常に有用な技術である。本研究では、トリプトファン(Trp)合成の鍵酵素であるアントラニル酸合成酵素(AS)をコードするOASA2遺伝子に対し、GTによって計画的に点変異を導入することで、Trp高蓄積イネの作出を試みるとともに、機能付加米育種への応用を探る。また、従来の変異型酵素遺伝子の過剰発現アプローチとGTによる標的遺伝子の計画的改変アプローチとの比較を行い、その相違について理解を深める。昨年度までの研究によって、GTを利用してOASA2遺伝子に目的の点変異(S126F/L530D、Y367A、Y367A/L530D)を導入したカルスを獲得することに成功した。これらのうち、変異型OASA2酵素の特性が大きく異なる2種類の変異(S126F/L530D、Y367A)が導入された個体の幼苗と完熟種子について遊離Trpを測定した。その結果、(1)改変型OASA2遺伝子をホモで有する個体はヘテロ個体よりTrp含量が高いこと、(2)in vitro解析で示された変異型OASA2の酵素活性とGT個体におけるTrp蓄積量に正の相関が見られこと、(3)GT個体の種子では茎葉部よりTrpが高蓄積していることが明らかになった。今年度は、Trpの高蓄積が確認されたS126F/L530Dを導入した系統の完熟種子について、メタボローム解析を行った。その結果、Trp以外の各種アミノ酸、Trpを基質として合成されるセロトニン、ビタミンB群やインドールアルカロイドなども高蓄積していることが明らかになった。この結果は、変異型酵素遺伝子の過剰発現アプローチで作出されたイネのメタボローム解析で報告されている結果と同様であった。以上の結果から、GTは過剰発現アプローチと同様に代謝改変イネを作出するのに利用できることが実証きれた。
すべて 2012 2011
すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 図書 (1件)
ISB News Report
巻: 2011(12) ページ: 3-6
The Plant Journal
巻: 69(6) ページ: 967-977
10.1111/j.1365-313X.2011.04847.x
Plant Physiology
巻: 156(3) ページ: 1269-1277
10.1104/pp.111.175778
Annals of Botany
巻: 108(2) ページ: 253-261
10.1093/aob/mcr137
