Production of marker-free transplastomic plants using complementation of the psbA-deletion mutant

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当研究室では、栽培タバコ（Nicotiana tabacum cv. SR1）を用いて葉緑体の組換え系統を多数作出してきた。その中のひとつ、#3-2と名付けた系統は、自律複製型のプラスミドを葉緑体へ導入して得た系統である。この系統の自殖第2代は、若い葉は緑色で生えてくるが、葉が発達して古くなるにつれ白色化する（アルビノになる）という、極めて特徴的な表現型を示す。また、このアルビノタバコは葉緑体ゲノム上のpsbAがプラスミドへ移行した後、プラスミド自体が脱落したことで、psbAを欠失したことも明らかとなっている。本研究は、このアルビノタバコを材料に、psbAを相補することで白色の葉から緑色の形質転換体を作出することが可能か、またこの現象を利用して抗生物質を用いず組換え体を選抜できないかを検討することを目的とした。これまで、光化学系IIの活性測定、葉緑体タンパク質の分析、葉緑体の電子顕微鏡観察などアルビノタバコの特徴づけを行い、若い葉はpsbAを欠失しているにもかかわらず緑色であるという観察から、PSII複合体を持たなくてもクロロフィルは合成され得るという新知見を得た。また、大腸菌の菌株を工夫することで、相補実験に必須なpsbA全長を持つプラスミドを構築できることもわかった。一方、葉緑体の形質転換では、アルビノの表現型が相補された緑色植物は得られていない。原因を調べたところ、形質転換ベクターの設計に不都合な点が発見されたので、この方法でpsbAの相補が可能か、まだ決着がついていない。今年度は、このベクターの改良と並行して、核ゲノムへのpsbA導入で相補可能か検討した。そのため、psbAの全長にrbcSのトランジットペプチドをコードする配列を連結し、この全長をアグロバクテリウム法で用いるベクターへクローニングする予定であったが、目的とするプラスミドを構築することができなかった。