植物体の直接遺伝子導入による新しい形質転換技術の開発

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植物細胞の既存の形質転換方法は、外来の有用な遺伝子を細胞レベルで導入して形質転換後、植物体に再生させるため、安定な形質転換体を得るには適切な方法であるが、形質転換植物を得るには多大な時間と労力を必要とする。そのため、迅速に形質転換体を得る方法が広く検討されている。成長した植物体をそのまま直接形質転換させる技術が開発できれば、迅速な新規植物或いは物質生産が可能と考えられる。アグロバクテリウム法や減圧浸潤法などにより植物体の外からの形質転換は技術的には可能であるが、多大な費用を必要とするため、不可能に近い。分裂組織は栄養分を含む物質を取り込む能力が大きいことから、分裂組織に遺伝子を輸送できれば、遺伝子導入の可能性が高いと考えられる。しかし導管を通した分裂組織への遺伝子の輸送に関する報告は全く無い。本研究が着自したのは、根から末端の分裂組織に達する導管ネットワークであり、目的遺伝子を分裂組織に運搬する手段として考えられる。なお、これまでに導管を通した分裂組織への遺伝子輸送、分裂組織での遺伝子導入の可能性、形質転換の可能性など植物体の中からの形質転換に関する研究例は全く無い。本年度は、分子量の大きな物質の透過性を検討した。巨大なタンパクとしてグルコースオキシダーゼとプラスミドを用いて植物体の茎から葉への輸送状態を検討した。タバコを植物として利用した。タバコの茎を切り出して、タンパク或いはプラスミドを溶解した水溶液に入れて、葉の先端でのそれらの輸送状態を観察した。その結果、タンパクは毛細現象により速やかに葉に輸送されることが示された。一方、プラスミドの葉への輸送を種々試みたが、これまでの結果からは、輸送が観察されず、植物体内のDNaseによる分解の可能性が示唆された。この問題を解決するには、プラスミドの分解を防ぐカプセルなどに包含させることによって輸送する必要性が考えられる。