体細胞多倍数性(Polysomaty)の機構解析とその細胞育種への応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14206002
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 三位 正洋 千葉大学, 園芸学部, 教授 (30093074)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 郁郎 千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (50207867)
• Keywords: 体細胞多倍数性 / フローサイトメトリー / DNA含量 / 倍数体 / endoreduplication / polysomaty / 形質転換

Research Abstract

Polysomatyに関連する遺伝子導入、異なる倍数性細胞の分別および培養変異との関連について、以下の研究を行った。
(1)polysomatyに関与すると考えられているCCS52遺伝子をpolysomatyを持たないペチュニアへ導入し、形質転換植物を育成した。ペチュニアの花弁では本来まったくpolysomatyを示さないことがわかっており、導入した遺伝子のプロモーターは花弁で特異的に発現するものを使用している。現在開花を待っている段階である。
(2)polysomatyを有するコチョウラン、キャベツ、Dianthus acicularisなどから組織の磨砕による単細胞化、および酵素処理による単細胞化を試みた。その結果、この3種で酵素処理による単細胞化が可能なことが判明した。またコチョウランではメッシュによる倍数性の異なる細胞の分別がある程度可能となった。この結果をもとに現在、倍数性の異なる個々の細胞群を単独で培養する系を確立中である。
(3)polysomatyを有するアスパラガスの無菌実生から得た茎切片を培養し、外植片のpolysomatyとカルスの倍数性変異との関連を調査した。前年度の結果で、カルス形成の起こる前に、細胞の倍数性レベルの上昇、すなわちendoreduplicationが起こっている可解性が示唆されたので、今年度はカルス化が起こる部位の組織切片をDAPIで蛍光染色し、画像解析装置を用いて培養初期における核DNA含量の変化を調査した。その結果、細胞分裂を伴わず、核のDNA含量が増加する現象、すなわちendoreduplicationが培養1週間以内で起こることを確認した。この結果は培養変異として倍数性個体が出現する原因がカルス増殖以前のendoreduplicationにあることを示唆するものと考えられた。