形質転換イネ、及びマメ科植物を用いたシンク器官における炭素代謝系酵素の機能解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13740460
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 東江 美加 (野村 美加) 香川大学, 農学部, 助手 (50294749)
• Keywords: PPDK / イネ / 胚乳 / 形質転換植物 / アンチセンス

Research Abstract

PPDK(ピルビン酸リン酸ジキナーゼ)酵素は、ピルビン酸からホスホエノールビルビン酸を触媒する酵素であり、トウモロコシなどのC4植物ではC4光合成回路の一つの酵素として知られている。この酵素をコードする遺伝子は一つの遺伝子から二つの転写産物を転写する。この特徴的な性質はC4植物のPPDK遺伝子のみならず、C3植物であるイネのPPDK遺伝子においても同様な発現制御系が存在する。しかしイネでは葉緑体型PPDKはきわめて低い発現を示す一方で、胚乳での細胞質型PPDKは高いレベルで発現している。本研究ではこれまでソース器官特異的と考えられてきたPPDK酵素に注目し、このタンパク質のイネ胚乳における発現様式の解明、解祈を行うことを目的とし、アンチセンスによりPPDK遺伝子の発現を減少させたイネを作成した。また、コントロールとしてPPDK高発現イネも作成した。得られた形質転換体の葉、根、胚乳の酵素活性を測定した結果、アンチセンスイネの胚乳におけるPPDK活性は非形質転換体に比べ低い活性が得られた。次にこの形質転換イネのT2ホモ個体を得た後、発芽時における生育を調べてみると、アンチセンスイネは高発現イネあるいは非形質転換体に比べかなり生育が抑制された。しかしながら糖添加培地で生育させるとこの抑制が幾分か抑えられることがわかった。

Research Products

• [Publications] Fukuyama, H., Tsushida, H., Agarie, S., Nomura, M., Onodera, H, Ono, K.Lee, B.H., Hirose, S., Toki, S., Ku, M.S.B., Makino, A., Matsuoka, M., Miyao, M.: "Significant accumulation of C4-specific pyruvate orphosphate dikinase in a C3 plant, rice"Plant Physiol.. 127. 1136-1146 (2001)
• [Publications] Nakamura, T., Nomura, M., Mori, H., Jagendorf, A.T., Ueda, A., Takabe, T.: "An isozyme of betaine aldehyde hehydrogenase in barley"Plant Cell Physiol.. 42.10. 1088-1092 (2001)
• [Publications] Tsuchida, H., Tamai, T., Fukayama, H., Agarie, S., Nomura, M., Onodera, H., Ono, K., Nishizawa, Y., Lee, B-H, Hirose, S., Toki, S., Ku, M.S.B., Matsuoka, M., Miyao, M.: "High level expression of C4-specific NADP-malic enzyme in leaves and impairment of photoautotrophic growth in a C3 plant, rice"Plant Cell Physiol.. 42.2. 138-145 (2001)
• [Publications] Bohnert, HJ., Ayoubi.P., Borchert, C., Bressan, R.A., Bumap, R.L., Cushman, J.C.Cushman, M., Deyholos, M., Galbraith, D.W., Hasegawa, P.M., Jenks, M., Kawasaki, S., Koiwa, M., Kore-eda, S., Lee.B-H., Michalowski, C.B., Misawa, E., Nomura, M., Oztruk, N., Postier, B., Prade, R., Song.C-P., Tanaka, Y., Wang, H., Zhu J-K.: "A genomics approach toward salt stress tolerance"Plant Physiol. Biochem.. 39. 295-311 (2001)