イネにおける変異型ALS遺伝子と葯培養を利用した葉緑体形質転換システムの開発

利用突变型ALS基因和水稻花药培养开发叶绿体转化系统

• 批准号: 17658003
• 负责人: 鳥山 欽哉
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17658003/
• 关键词: イネ; 葉緑体; 形質転換; アセト乳酸合成酵素; 除草剤耐性

葉緑体ゲノムに外来DNAを組み込んだ遺伝子組み換え植物作出法をイネにおいて開発することを目的とした。本研究を成功させる最も重要なポイントは選抜方法と葉緑体ゲノムのホモ化技術であると考えた。選抜マーカーとして葉緑体内部で機能し、除草剤耐性を示す変異型アセト乳酸合成酵素遺伝子(ALS)を利用した。昨年度構築した,変異型ALS遺伝子とGFPを含む葉緑体形質転換ベクターを葯培養由来カルス11シャーレ(1シャーレ当たりカルス生重で約2g分)にパーティクルガン法により導入した.ALS阻害剤であるビスピリバックナトリウム塩またはピリチオバックナトリウム塩を用いてカルスを選抜したが,耐性個体は得られなかった.また,ベクターを導入直後にトランジェントに葉緑体に蛍光を示す細胞があるか観察をしたが,GFP蛍光は見られなかった.選抜濃度を弱く設定し直すなどの選抜条件の最適化が必要であると考えられた.遺伝子導入のある葉緑体をホモ化するため,本研究では葯培養カルスを導入材料として着目した.そこで,実際に葯培養カルスのプロプラスチド数を調査するために,葯培養カルス誘導後4週目のものと6週目のものに葉緑体移行シグナルを付加したGFP過剰発現ベクターをパーティクルガンで導入し,GFP蛍光導入してプロプラスチドの数を観察した.いずれのステージでも6〜11前後くらいの顆粒状のGFP蛍光が観察された.しかし,プロプラスチドが重なるなどしているため,より精度の高い顕微鏡で調査し、最適な材料及び導入ステージを選定する必要があると考えられた.選抜マーカーとしているALSに新規変異を見いだし、この新規変異型ALSが通常の形質転換マーカーとして利用できることを明らかにして、論文発表するとともに国際特許申請を行なった。

Chloroplast ゲ ノ ム に foreign DNA を group み 込 ん だ heritage 伝 subgroups み change え plants make method を イ ネ に お い て open 発 す る こ と を purpose と し た. This study を successful さ せ る も most important な ポ イ ン ト は choose sorting method と chloroplast ゲ ノ ム の ホ モ technology で あ る と exam え た. Optional sorting マ ー カ ー と し て chloroplast function of internal で し, weeding tonic patience を す - alien ア セ ト lactic acid synthesis enzyme heritage 伝 child (ALS) を using し た. Last year to construct し た, - ALS heritage alien 伝 son と GFP を containing む leaf shape quality planning in ベ ク タ ー を medicine culture origin カ ル ス 11 シ ャ ー レ (1 シ ャ ー レ when た り カ ル ス raw で around 2 g) に パ ー テ ィ ク ル ガ ン method に よ り import し た. ALS resistance against tonic で あ る ビ ス ピ リ バ ッ ク ナ ト リ ウ ム salt ま た は ピ リ チ オ バ ッ ク ナ ト リ ウ ム salt を with い て カ ル ス を optional sorting し た が, patience individual は have ら れ な か っ た. ま た, ベ ク タ ー を import straight after に ト ラ ン ジ ェ ン ト に chloroplast に 蛍 light を す cells が あ る か 観 examine を し た が, GFP 蛍 は of light ら れ な か っ た. The selection concentration is を weak く. The selection conditions are directly すな <s:1>. The selection conditions are <s:1> optimized が. It is necessary to であると test えられた. Heritage 伝 son import の あ る chloroplast を ホ モ change す る た め, this study で は medicine training カ ル ス を import material と し て in mesh し た. そ こ で, be interstate に medicine training カ ル ス の プ ロ プ ラ ス チ ド number を survey す る た め に, anther culture カ ル ス 4 weeks after induced eye の も の と 6 weeks mesh の も の に chloroplast migration シ グ ナ ル を plus し た GFP before turning 発 ベ now ク タ ー を パ ー テ ィ ク ル ガ ン で import し, GFP 蛍 light import し て プ ロ プ ラ ス チ ド の number を 観 examine し た. い ず れ の ス テ ー ジ で も before and after 6 ~ 11 く ら い の granular の GFP 蛍 light が 観 examine さ れ た. し か し, プ ロ プ ラ ス チ ド が heavy な る な ど し て い る た め, よ り high precision の い 顕 micromirror で し, optimal な material investigation Materials and び import ステ ジを ジを select する necessary があると test えられた. Optional sorting マ ー カ ー と し て い る ALS に new rules - see different を い だ し, こ の new rules - ALS が usually の alien form quality planning in マ ー カ ー と し て using で き る こ と を Ming ら か に し て, paper 発 table す る と と も に international franchise line application を な っ た.

项目成果

変異型アセト乳酸シンターゼ遺伝子を用いた形質転換法

使用突变乙酰乳酸合酶基因的转化方法

• 发表时间: 2006

A novel mutated acetolactate synthase gene conferring specific resistance to pyrimidinyl carboxy herbicides in rice

• DOI: 10.1007/s11103-007-9146-y
• 发表时间: 2007-05-01
• 期刊: PLANT MOLECULAR BIOLOGY
• 影响因子: 5.1
• 作者: Okuzaki, Ayako;Shimizu, Tsutomu;Toriyama, Kinya
• 通讯作者: Toriyama, Kinya

Producing rice plants with a site-specific base change in the acetolactate synthase gene by chimeraplast-directed gene target in rice

通过嵌合体定向基因靶标在水稻中产生乙酰乳酸合酶基因中具有位点特异性碱基变化的水稻植物

• 发表时间: 2005
• 期刊: Rice is life : scientific perspectives for the 21st century. Proceeding of the World Rice Research CD
• 作者: Okuzaki A;Toriyama K
• 通讯作者: Toriyama K

異変型アセト乳酸シンターゼ遺伝子を用いた形質転換法

使用突变乙酰乳酸合酶基因的转化方法

• 发表时间: 2005