イネミトコンドリアDNAの構造解析による雄性不稔機構の解析

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〔目的〕食物育種の実用面から、いわゆる雑種第一代(F_1)育成を効率よく行うために細胞質雄性不稔性が重要視され、米国ではトウモロコシの栽培で早くから実用化されている。本邦においても、イネのF_1育成に細胞質雄性不稔性の導入が試みられている。しかし、いずれの場合にも細胞質雄性不稔現象の機構については、その一因子がミトコンドリアゲノムに存在することが明らかになっている程度で、分子レベルの研究はこれから行わなくてはならない。本研究は、イネ(細胞質雄性不稔株、稔性株)の培養細胞からのミトコンドリアDNA単離、コスミドベクタ-による全ミトコンドリアDNAバンクの作成、制限酵素切断地図の作成、遺伝子座位の決定を行い、細胞質雄性不稔株、稔性株由来のミトコンドリアDNAに見られるゲノム構造の変化を明らかにすることを目的とする。さらに、特定の遺伝子の塩基配列を決定し、その遺伝子の発現制御が直接細胞質雄性不稔に影響を及ぼすかを解析し、細胞質雄性不稔との直接的因果関係を明らかにする。〔方法〕イネ細胞質雄性不稔株培養細胞からミトコンドリアDNAを単離し、コスミドベクタ-にクロ-ンンバを試み、ミトコンドリアDNA分子のクロ-ニングを作成する。このクロ-ンバンクを用いてSouthern hybridization等の解析を行う。〔結果〕1.コスミドベクタ-による全ミトコンドリアDNAバンクを作成した、2.Xhol、Smal、Kpnlによる制限酵素切断地図を作成した。3.主なミトコンドリア遺伝子の座位を決定した。〔考察〕本研究は、従来の生化学、育種学的手法による細胞質雄性不稔機構の解明に、分子生物学的手法を取り入れ、ミトコンドリアゲノムの全構造を解析し、直接的に細胞質雄性不稔因子の解明に迫るものである。イネミトコンドリアゲノムの構造解析は、植物分子生物学的にも重要な知見を与えてくれるだけでなく、植物育種上重要な細胞質雄性不稔の機構解明に大きな貢献をするものと信じる。