分子育種によるフィチン低含有種子系統の育成

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15380004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 吉田 薫 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (70183994)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高岩 文雄 農業生物資源研究所, 新生物資源創出研究グループ, チーム長(研究職)
• Keywords: ファイトレメディエーション / 環境負荷低減 / リン / イネ / フィチン / 分子育種 / イノシトール1リン酸合成酵素 / 種子貯蔵物質

Research Abstract

種子に含まれるフィチン態のリンを減少させて無機リンの形で貯蔵させることで、消化性の高い飼料用種子が実現できる。それにより、畜舎から排出されるリンを減少させ、環境への負荷を和らげることができる。そこで、フィチン合成系路で働く遺伝子の発現機構を明らかすると共に、分子育種によるフィチン低含有種子系統作出を目的として以下の実験を行った。
(1)グルテリンプロモーター::アンチセンスイノシトール1リン酸合成酵素遺伝子(RINO1)導入イネのT_2世代を育成し、種子含有無機リン増加系統2系統を得た。
(2)フィチン合成に関与する可能性のあるイノシトールリン酸カイネース等の酵素遺伝子をデータベースより複数同定した。それらの発現の組織特異性を絶対的標準を用いたReal-Time RT-PCRにより明らかにしたところ、RINO1とイノシトール5リン酸カイネース遺伝子は登熟種子胚における発現の特異性が高く、フィチン酸合成への寄与が高いこと、イノシトール4リン酸カイネースの発現の特異性は低いことが示唆された。また、フォスファチジルイノシトールを経由する合成系路は登熟種子では重要ではないことも示唆された。
(3)Tos挿入突然変異系統約2000系統の種子含有無機リン量について調べた結果、無機リン増加系統5系統を選抜できた。
(4)新たなプロモーターの可能性を探る目的で種子の脂質貯蔵に関わるタンパク質オレオシン遺伝子のプロモーター::アンチセンスRINO1コンストラクトを作成し、イネに導入した。形質転換体30系統のT_1種子のリン分析を行ったところ、T_1種子の無機リンが大きく増加した系統5系統を得ることができた。
(5)デンプン合成系路で働くADP-glucose pyrophosphorylase (AGPase)とRINO1の糖およびABAに対する応答を比較したところ、AGPaseは糖に、RINO1はABAにより強く誘導されること、両遺伝子発現の誘導とも糖とABAによる相乗効果が認められることがわかった。

Research Products

• [Publications] Feng, X, Yoshida, KT: "Molecular approaches for producing low-phytic-acid grains in rice."Plant Biotechnology. (in press). (2004)