湛水条件下でのイネ幼苗の生育向上に寄与する代謝系遺伝子の機能解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14560002
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中園 幹生 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (70282697)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堤 伸浩 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00202185)
• Keywords: イネ / 湛水条件 / 初期生育 / アルデヒド脱水素酵素 / アセチルCoA合成酵素

Research Abstract

湛水条件下でのイネの発芽、幼苗の生育に重要だと考えられるアルデヒド脱水素酵素遺伝子ALDH2とアセチルCoA合成酵素遺伝子ACSのcDNAクローンを単離し、その一次配列を決定した。その結果、ALDH2、ACSともにイネゲノム中に2個ずつ遺伝子が存在した。さらに個々の遺伝子発現の器官特異性および低酸素条件下での反応性等を調査したところ、ALDH2aとACS1,ACS2が湛水条件下で発芽させたイネ幼苗内で働くと考えられた。ACSの経路によって生成されたアセチルCoAが脂肪酸合成に使用されている可能性が考えられたので、脂肪酸合成部位であるプラスチドにACSが局在するかどうかを解析した。ACS1,ACS2遺伝子のN末端側と緑色蛍光タンパク質GFPの融合遺伝子を作製し、その融合遺伝子をイネ緑葉で一過的に発現させたときのGFPの局在部位を調べたところ、ACS1はプラスチド、ACS2は細胞質に局在するという結果を得た。この結果からACS1が脂肪酸合成に関与している可能性が考えられた。湛水条件下でのイネの発芽、幼苗の生育へのALDH2aとACS1,ACS2の機能を明らかにするために、現在、dexamethazone(DEX)誘導性のプロモーターを用いたALDH2a, ACS1,ACS2のセンス、アンチセンス、RNAiのプラスミドを作製し、イネに形質転換している。今後、これらの形質転換イネを湛水条件下で発芽させ、初期生育を調査する。

Research Products

• [Publications] Nakazono et al.: "Laser capture microdissection, a tool for the global analysis of gene expression in specific plant cell types : Identification of genes differentially expressed in epidermal cells or vascular tissues of maize"Plant Cell. 15. 583-596 (2003)
• [Publications] Tsuji et al.: "Organ-specific expressions and chromosomal locations of two mitochondrial aldehyde dehydrogenase genes from rice (Oryza sativa L.), ALDH2a and ALDH2b"Gene. 305. 195-204 (2003)
• [Publications] Notsu et al.: "The complete sequence of rice (Oryza sativa L.) mitochondrial genome : frequent DNA sequence acquisition and loss during evolution of flowering plants"Mol.Gen.Genomics. 268. 434-445 (2002)
• [Publications] Ohtsu et al.: "ABA-independent expression of rice alternative oxidase genes under environmental stresses"Plant Biotechnol. 19. 187-190 (2002)
• [Publications] Saika et al.: "AOXlc, a novel rice gene for alternative oxidase ; comparison with rice AOXla and AOXlb"Genes Genet.Syst.. 77. 31-38 (2002)