無機炭素輸送濃縮機構の環境応答

本研究では、無機炭素輸送濃縮機構の環境応答機構を明らかにするためにクラミドモナス、ラン藻に加えて、高等植物アラビドプシスを実験材料として、以下の実験を行った。(1)CA遺伝子上流域とレポーター遺伝子(nit1硝酸還元酵素の構造遺伝子)を融合させたキメラ遺伝子をもつプラスミドを作製し、選抜用プラスミドpMN24とともにクラミドモナス宿主株(nit1-305)により形質転換をおこなった。形質転換株の約20%がキメラ遺伝子をゲノムに保持していた。CA遺伝子の約1.4kb上流域までを含むプラスミドを形質転換した場合、二酸化炭素の低下に伴うレポーター遺伝子の発現誘導は認められなかったことから、CA遺伝子の二酸化炭素濃度低下による発現誘導には、さらに上流の領域が必要であると考えられた。(2)ラン藻CA遺伝子(icfA)と炭酸固定酵素RubisCO遺伝子の間約20kbについてDNA塩基配列を決定した。この領域に挿入変異を導入して、得られたカナマイシン耐性株のCO_2要求性を調べたが、高CO_2要求株は得られなかった。(3)アラビドブシスからCAをコードするcDNAを単離し、これをCaMV35Sプロモーターの下流にセンス・アンチセンス両方向に挿入した形質転換用ベクターを作製した。これをTi-プラスミドバイナリー系を用いてアラビドプシスに再導入して形質転換アラビドプシス個体を得た。CA活性の低下した形質転換植物体について、空気レベルでの二酸化炭素濃度では野生型と生育・光合成活性の大きな差は認められなかった。

本研究では、無機炭素輸送濃縮機構の環境応答機構を明らかにするためにクラミドモナス、ラン藻に加えて、高等植物アラビドプシスを実験材料として、以下の実験を行った。(1)CA遺伝子上流域とレポーター遺伝子(nit1硝酸還元酵素の構造遺伝子)を融合させたキメラ遺伝子をもつプラスミドを作製し、選抜用プラスミドpMN24とともにクラミドモナス宿主株(nit1-305)により形質転換をおこなった。形質転換株の約20%がキメラ遺伝子をゲノムに保持していた。CA遺伝子の約1.4kb上流域までを含むプラスミドを形質転換した場合、二酸化炭素の低下に伴うレポーター遺伝子の発現誘導は認められなかったことから、CA遺伝子の二酸化炭素濃度低下による発現誘導には、さらに上流の領域が必要であると考えられた。(2)ラン藻CA遺伝子(icfA)と炭酸固定酵素RubisCO遺伝子の間約20kbについてDNA塩基配列を決定した。この領域に挿入変異を導入して、得られたカナマイシン耐性株のCO_2要求性を調べたが、高CO_2要求株は得られなかった。(3)アラビドブシスからCAをコードするcDNAを単離し、これをCaMV35Sプロモーターの下流にセンス・アンチセンス両方向に挿入した形質転換用ベクターを作製した。これをTi-プラスミドバイナリー系を用いてアラビドプシスに再導入して形質転換アラビドプシス個体を得た。CA活性の低下した形質転換植物体について、空気レベルでの二酸化炭素濃度では野生型と生育・光合成活性の大きな差は認められなかった。