フラボノイドおよびカロテノイド生合成経路を花弁特異的に同時制御し,花色改変する技術の開発を行うために,以下の研究を行った. 1.タバコ,ミヤコグサ,トレニアの各モデル植物に,フラボノイド生合成経路の転写調節遺伝子(Atpap1)および海洋細菌由来カロテノイド生合成遺伝子を,全身高発現CaMV35Sプロモーターで制御し導入した.その結果,3植物種で両色素生合成経路を同時に制御できることが示された.特に,両色素を花弁に持つトレニアでは,目視による色変化を花弁で確認できた. 2.次に,1での手法を花弁特異的に制御するため,差分的RNAi制御法を用いて形質転換を行った.アントシアニン色素について,全身高発現LjUbiプロモーターで制御したAtpap1遺伝子と,緑色器官特異的PnZipプロモーターでRNAi発現抑制したAtpap1遺伝子の統合ベクターを作成し,タバコに導入した.その結果,葉およびガクは緑色で花弁のみ濃赤色に変化した個体が得られ,本手法が花弁特異的遺伝子制御法として利用できることがわかった. 3.最終年度は,この手法をカロテノイド色素についても適用するため,ミヤコグサおよびトレニアで同様の実験を実施した.緑色器官特異的PnZipプロモーターでRNAi発現抑制したカロテノイド生合成遺伝子の統合ベクターを用い,複数の形質転換体を得ることができた.結果として,ミヤコグサおよびトレニアの形質転換体では,花弁が黄色から橙色に変化したが,葉も緑色から濃緑色に変化する系統が多くみられた.したがって,カロテノイド色素については,差分的RNAi制御法を用いた花弁特異的発現制御が困難である可能性が示された.
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