シロイヌナズナ突然変異体を用いた光合成環境応答機構の解析

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光合成活性が低下した植物体においては、光合成系構築機能も低下し、したがって恒常的光合成遺伝子発現も抑制されていると考えられる。シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)を用い,プラスチド光合成遺伝子としてリブロース-1,5-二リン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ(RuBisCO)のLサブユニット遺伝子rbcL,また細胞核光合成遺伝子としてRuBisCOのSサブユニット遺伝子RbcS-3Bおよびクロロフィルa/b結合タンパク質遺伝子Cabl(Lhcbl^*At3)に注目した。1.プラスチド光合成遺伝子発現異常核突然変異体選抜のためのプラスチドの形質転換:相同組換えに必要なブラスチドDNA断片,16SrDNAプロモーター領域の制御下に置かれたspectinomycin耐性遺伝子(aaaA)、およびrbcLプロモーターの下流に置かれたbeta-glucuronidase(GUS)レポーター遺伝子(uidA)から構成されるプラスミドを作製し,パーティクルガンを用いプラスチドの形質転換を試みた2.細胞核形質転換体を用いた光合成遺伝子発現環境応答機構の解析:RbcS-3BおよびCablプロモーターの下流にレポーター遺伝子としてuidAあるいはluciferase遺伝子(luc)を,また薬剤耐性遺伝子としてhygromycin B phosphotransferase遺伝子(hph)あるいはRuBisCO遺伝子(bar)を置き,これらすべてが導入されたシロイヌナズナ(Columbia)形質転換体を得た。これらのうち、葉組織特異的発現の高いそれぞれのホモ接合植物体を変異原処理に供した。3.塩感受性異常核突然変異体の選抜:PrbcS-uidA-Pcab-luc形質転換体を用いて検討し,塩による植物体の枯死に先立ち光合成遺伝子発現が阻害されることを見いだした。また、ethylmethanesulfonate(EMS)処理系統およびT-DNA挿入変異系統を用いて選抜し、海水の約1/2の塩濃度である200mMNaClに対し耐性になった変異体候補を見いだした。