植物ゲノムにおけるメチル化可変領域の網羅と育種形質との対応

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15380001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 貴島 祐治 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (60192556)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐野 芳雄 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (70109528)
• Keywords: メチレーション / イネ / キンギョソウ / トランスポゾンディスプレイ / トランスポゾンTam3 / 温度反応

Research Abstract

本研究課題では、イネおよびキンギョソウを材料にメチル化可変領域の解析を行なっている。イネでは、メチル化感受性酵素HpaIIおよびそのイソシゾマーである非感受性酵素MspIで消化したそれぞれのゲノム断片にアダプターを付加し、AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphism)を応用した手法、トランスポゾン・ディスプレイ法を用いてゲノム網羅的にメチル化状態を調査した。トランスポゾン・ディスプレイの片側のプライマーには2つのMITE(Miniature Inverted Repeat Transposable elements)、MashuおよびTabitoIIの末端配列を用いた。AFLP、MashaおよびTabitoIIの3つのプライマーではメチル化されているバンドの出現頻度はそれぞれ15〜27%、10〜15%および22〜32%とわずかながら差を生じていた。メチル化状態の比較は、ジャポニカ3系統、インディカ3系統、野生イネ3系統の9系統の間で行い、MspIで生じた同一サイズのバンドがHpaIで同一か否かを調査した。この際HpaIIのみバンドが系統間で異なるメチル化可変断片をepi-markerと名付けた。Epi-markerは縁の近い系統間よりも遠い系統間で多く出現する傾向があった。興味深いことにepi-markerの出現頻度は、全バンド数に対していずれの系統間にでも一定(3〜5%)であった。
キンギョソウについてはトランスポゾンTam3に着目してメチル化の変化を調査した。Tam3はゲノムに50コピー程度在り、温度によって転移活性が抑制でき、メチレーションも温度によって変化する。これらメチル化の可変機構を調査した結果、メチル化の変化するTam3内の配列はTam3の転移酵素が結合するサイトに一致することが判明した。これらのサイトは、低温では転移酵素がTam3に結合し、高温ではメチル化を付与する酵素が結合すると考えられた。

Research Products

• [Publications] Takagi Kyoko: "MITE-transposon display efficiently detects polymorphisms among the Oryza AA-genome species"Breeding Science. 53・2. 125-132 (2003)
• [Publications] Hashida Shinnosuke: "Temperature shift coordinately changes the activity and the methylation state of transposon Tam3 in Antirrhinum majus"Plant Physiology. 132・3. 1207-1216 (2003)
• [Publications] Kishima Yuji: "Differentiation of transposon-inducible variegation pattern in crossed lines of snapdragon"Acta Hort. 612. 67-71 (2003)