アラビドプシスAbi3遺伝子の機能の分子遺伝学的解析

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Abi3遺伝子は種子の発芽がアブシジン酸によって抑えられない変異として同定されたが、その後の研究で種子貯蔵タンパク質遺伝子の発現制御、種子の完熟に伴う乾燥耐性の獲得など種子形成全般にわたって中心的な役割を担っていると考えられるようになった。Nambaraら(1992)によって分離されたabi3-3変異株は種子貯蔵タンパク質の蓄積が大きく減少し、種子は緑色のままで乾燥耐性を獲得できない。遺伝子の機能を調べる上で復帰変異株の解析は有効な手段となる。abi3-3変異株の種子は乾燥耐性を獲得しないので一旦乾燥させるともはや発芽することが出来ない。そこで、abi3-3変異株の乾燥前の種子をエチルメタンスルフォン酸で処理し、2代目の種子を採種後3日間乾燥させた上で播種し、発芽できる株を分離することにより、乾燥耐性に関する復帰変異株の分離を行った。得られた復帰変異株の内の1株では乾燥後の発芽率が野性型の10%程度に回復しているのみならず、アブシジン酸に対する感受性や種子貯蔵タンパク質の蓄積についてもある程度の回復が見られ、abi3-3変異の抑圧型の復帰変異株であると期待される。一方、ダイズの主要な種子貯蔵タンパク質の一つであるβ-コングリシニンのβサブユニット遺伝子の発現はアブシジン酸により促進されることが知られている。βサブユニット遺伝子の5′領域とβ-グルクロニダーゼ(GUS)の構造遺伝子のキメラを持つトランスジェニック・アラビドプシスにabi3-3変異を導入した結果、完熟種子でのGUS活性はabi3-1変異により抑えられた。このことはβサブユニット遺伝子のアブシジン酸に対する応答がダイズにおけるのと同様の制御下にあることを示している。現在この種子におけるGUS活性を指標とした復帰変異株の分離を進めている。