ムギネ酸生合成系酵素遺伝子導入イネのアルカリ土壌鉄欠乏耐性検定

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13760048
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中西 啓仁 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (80282698)
• Keywords: 鉄欠乏 / 遺伝子導入イネ / ムギネ酸 / ニコチアナミン / 石灰質アルカリ土壌 / 根 / ストレス耐性

Research Abstract

鉄欠乏オオムギの根からムギネ酸合成系酵素のうちニコチアナミン合成酵素(NAS),ニコチアナミンアミノ基転移酵素(NAAT),2'-デオキシムギネ酸水酸化酵素(IDS3)の遺伝子が得られました.また,鉄欠乏時にムギネ酸生合成に大きく関わっているであろうアデニン・リボースリン酸転移酵素(APRT)遺伝子が得られました.鉄欠乏時に発現を引き起こすのに十分であると考えられている鉄欠乏特異的発現遺伝子Ids3のプロモーター領域約2kbpの下流に3つの遺伝子Nas, Naat, Aprtをつないだコンストラクトをそれぞれ作成しました.これらのコンストラクトをそれぞれ単独であるいはいくつか組み合わせてイネに導入し,形質転換植物を得ました.種子が十分に得られなかったものについては,再度土壌で栽培し,十分な量の種子を得ました.形質転換を行って得られた第一世代,もしくは第二世代において種子が十分に得られたものについて,石灰質アルカリ土壌(石川県に広がる貝化石土壌)で栽培し,鉄欠乏耐性検定を行いました.種子を抗生物質耐性で選抜し,耐性のものをアルカリ土壌で栽培しました.植物の草丈,クロロフィル含量,穂数,収量について計測をしました.いずれの組み換え体も鉄欠乏耐性能を示し,草丈,収量などすべてでコントロールとして用いたベクターのみを導入したものの生育を上回りました.しかし,いずれも通常の土壌で栽培したものほどの回復はみられず,イネの鉄欠乏感受性を回復するにはまだ,他の因子が必要であることが考えられました.今後はさらに大規模での石灰質アルカリ土壌での鉄欠乏耐性検定を行う予定です.

Research Products

• [Publications] Negishi T., Nakanishi H., et al.: "cDNA microarray analysis of gene expression during Fe-deficiency stress in barley suggests that polar transport of vesicles is implicated in phytosiderophore secretion in Fe-deficient barley roots"Plant Journal. 30. 83-94 (2002)
• [Publications] Kobayashi T., Nakanishi H., et al.: "In-vivo evidence that Ids3 from Hordeum vulgare encodes a dioxygenase that converts 2'-deoxymugineic acid to mugineic acid in transgenic rice"Planta. 212. 864-871 (2001)
• [Publications] Suzuki K., Nakanishi H., et al.: "Analysis of upstream region of nicotianamine synthase gemne from Arabidopsis thaliana : Presence of putative ERE-like sequence"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 65. 2794-2797 (2001)