2007 Fiscal Year Annual Research Report
ポリアミン生合成酵素遺伝子を利用したイネの低温耐性強化法の開発
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17580010
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| Research Institution | National Agricultural Research Organization |
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Principal Investigator |
秋山 高 National Agricultural Research Organization, 北海道農業研究センター・低温耐性研究チーム, 主任研究員 (10355456)
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| Keywords | ポリアミン代謝酵素遺伝子 / イネ / 低温誘導性遺伝子 / 形質転換 / ストレス耐性の改善 / 形態学的変化の利用 |
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| Research Abstract |
平成18年度は、低温応答性のアルキニン脱炭酸酵素遺伝子(OsADC1)をイネで大量発現させることによって、低温耐性の向上を目指した形質置換イネの作出を試みた。しかし、OsADC1が高GC含量遺伝子である等の理由から、形質置換用バイナリーベクターの構築に困難をきわめた。そのため低温誘導性が報告されており、もう一つの主要なポリアミンであるスペルミジンの生合成に関与する、スペルミジン生合成酵素遺伝子(SPDS)に研究対象を変更し、SPDS遺伝子をバイナリーベクターに組み込んで形質置換用ベクターを構築した。平成19年度は、このSPDS遺伝子をイネに導入し、得られた形質置換イネT0系統の表現型を調査した。また、T0系統から得られるT1種子を発芽させ、発芽後約2週間後の若い苗を用いて、SPDS遺伝子導入系統のストレス耐性の変化等を調べた。また、SPDS遺伝子を導入して得られるT0系統を登熟期まで栽培し、その形態学的形質を対照系統と比較した。その結果、遺伝子導入した登熟期のT0系統では、茎の枝分かれ(分げつ)が促進され、茎数が対照系統の約2倍に増加するという形態学変化が観察された。今回の実験ではセンス法及びアンチセンス法によるSPDS遺伝子導入を試みたが、センス法で導入したT0系統は得られたものの、アンチセンス法で導入したT0系統は得られなかった。また、SPDS遺伝子導入系統の若い苗では、25mMの食塩水中における地上部の生長が、遺伝子導入を行わなかった対照系統と比較して約20%改善されることがわかった。しかし、導入系統と対照系統間で、17℃の低温下における生長の有意差は認められなかった。この他、平成17年度に単離した、低温で発現が誘導されるアルギニン脱炭酸酵素遺伝子(OsADC1)のプロモーター領域をGUSレポーター遺伝子に連結してイネに導入し、OsADC1遺伝子のプロモーターの低温誘導性を調べた。その結果、OsADC1プロモーターは5℃や12℃の低温に応答することが証明され、導入遺伝子の低温ストレスによる発現制御に応用できる可能性が示唆された。
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