遺伝子導入による油糧種子のビタミンE合成能力の増強

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14360003
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 山田 恭司 富山大学, 理学部, 教授 (70200714)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高岩 文雄 独立行政法人・農業生物資源研究所, 新生物資源創出グループ, 研究チーム長 ; 若杉 達也 富山大学, 理学部, 助教授 (10212317)
• Keywords: α-トコフェロール / ビタミンE / γ-トコフェロールメチル基転移酵素 / γ-TMT遺伝子 / 種子特異的プロモーター / ゴマ / 形質転換 / 代謝工学

Research Abstract

1.種子特異的な高発現プロモーター領域の単離と解析:ゴマ種子組織には、11Sグロブリン、7Sグロブリン、2Sアルブミンおよびオレオシンなどの種子タンパク質が高蓄積する。それらをコードする遺伝子のプロモーター領域を得るために、それぞれの遺伝子の5´上流領域の単離を試みた。その結果、2Sアルブミン遺伝子およびオレオシン遺伝子の5´上流領域をクローン化することができた。それぞれの転写開始点をキャップサイト法によって特定した。
2.キメラγ-TMT遺伝子の作製とゴマへの導入:ゴマの2Sアルブミン遺伝子およびオレオシン遺伝子の上流領域もしくはイネのグルテリンB遺伝子およびダイズのG1グリシニン遺伝子のプロモーター領域にゴマγ-TMT(γ-トコフェロールメチル基転移酵素)のcDNAをそれぞれ連結した融合遺伝子を作製し、MATベクターに挿入して栽培ゴマと野生ゴマに導入した。その結果、ダイズG1グリシニン・プロモーターを用いたキメラ遺伝子を導入した野生ゴマの場合だけ植物体の再生が認められた。
3.ビタミンE生合成系遺伝子群の単離と発現解析:ゴマにおけるビタミンE(α-トコフェロール)の生合成に関わる酵素群の遺伝子のうち、すでに単離済みのγ-TMTのcDNA以外に、新たに、HPT(ホモゲンチジン酸フィチル基転移酵素)、MPBQMT(2-メチル-6-フィチル-1,4-ベンゾキノールメチル基転移酵素)およびTC(トコフェロールサイクラーゼ)のcDNAをクローン化することによって、ホモゲンチジン酸以降の反応ステップを触媒する全酵素のcDNAクローンを入手した。それらの遺伝子の組織ごとの発現レベルおよび種子登熟過程における発現パターンを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 柴田勝, 山田恭司: "ゴマ種子およびその発芽過程におけるトコフェロール同族体の含量"セサミ・ニュースレーター. 17. 17-18 (2003)
• [Publications] 山田恭司: "遺伝子工学が創り出す健康素材"実業之富山. 4月号. 43-44 (2003)
• [Publications] 山田恭司: "富山大学におけるゴマ遺伝資源を活用した植物バイオ研究(1)"文部科学教育通信. 90. 28-29 (2003)
• [Publications] 山田恭司: "富山大学におけるゴマ遺伝資源を活用した植物バイオ研究(2)"文部科学教育通信. 91. 28-29 (2004)
• [Publications] 山田恭司: "富山大学におけるゴマ遺伝資源を活用した植物バイオ研究(3)"文部科学教育通信. 92. 28-29 (2004)
• [Publications] 若杉 達也(分担執筆): "光合成事典(日本光合成研究会編)"学会出版センター. 430 (2003)