高等植物における遺伝子突然変異解析システムの開発と変異スペクトルの特性

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16510036
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 滝本 晃一 山口大学, 農学部, 教授 (00115875)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松井 健二 山口大学, 農学部, 助教授 (90199729) ; 執行 正義 山口大学, 農学部, 助教授 (40314827)
• Keywords: mutation / base chang / higher plan / DNA sequence

Research Abstract

細胞分裂の際に親のDNA塩基とは相補的でない塩基が取り込まれそのまま修正されずにDNA合成が進むことがある。突然変異である。これは、活性酸素、紫外線、放射線、塩基修飾化学物質などによってDNAに傷害がある場合に頻度が上昇する。正常細胞ではDNA修復機構によって変異発生は抑制されているが、修復欠損細胞では変異頻度が著しく上昇する。DNA修復機構や変異誘発機構の研究は、豊富な変異株を用いて微生物で進み、さらに標的遺伝子を導入したトランスジェニックマウスやラットを用いて動物個体でも行われている。変異の型や発生頻度を調べることは、生物の代謝特性さらに環境要因に対する応答機構を知る上で重要である。一方、太陽光を連続的に浴び活性酸素を多量に発生している植物では遺伝子レベルの傷害が多量に発生していると推測されるが、特定の遺伝子内での変異は塩基レベルではほとんど知られていない。そこで、高等植物で生じた変異を塩基配列レベルで容易に解析できる系の開発を行った。
大腸菌rpsL遺伝子を組み込んだタバコBY-2の作製に取り組んだ。野性型rpsL遺伝子をストレプトマイシン耐性大腸菌に導入すると感受性になるが、変異型rpsL遺伝子を導入した場合はストレプトマイシン培地で生育する。変異をポジティヴセレクションできる。この遺伝子を植物ベクターに組み込み、アグロバクテリウムに導入後、タバコ葉切片に感染させ、薬剤選抜ののち分化させてタバコ個体を得た。これから得れた種子をさらに薬剤選抜し、変異誘発実験に用いた。自然変異をみるため、誘導をかけないタバコからDNAを回収しPCRによって増幅したのち自己環状化させてアッセイ大腸菌でストレプトマイシン耐性クローンの出現をみた。現在のところ、塩基置換と1塩基欠失のフレームシフトなどがみいだされている。本システムのさらなる改良行っているところである。

Research Products

• [Journal Article] Seed deterioration due to high humidity and high temperature is suppressed by extremely low frequency magnetic fields (2005)
  • Author(s): Mano, J., Nakahara, T., Torii, H., Hirose, H., Miyakoshi, J., Takimoto, K.
  • Journal Title: Seed Science and Technology 33,3(in press)