外来遺伝子導入法を用いた高等植物の転写調節DNA領域の解析

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高等植物に於ける転写制御因子の研究は, 生化学的研究が精力的に進められている反面, 遺伝学的解析はその手法すら確立していないのが現状である. 本研究は植物における遺伝学的解析の系として有用なシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)を用いて, 転写制御因子の変異株を解析する系の開発をめざすものである.解析のモデル系として大豆種子の7S貯蔵蛋白質(β-コングリシニン)遺伝子を選んだ. β-コングリシニンのα′-サブユニット遺伝子を転車開始点との最初のATGコンドとの間で切断し, 約1Kbから成る転写調制領域のDNAを単離した. これを大腸菌のβ-グルクロニダーゼの構造遺伝子部分と融合させ, キメラ遺伝子を作制した. このキメラ遺伝子をTiプラスミドを用いてシロイヌナズナに導入した. 得られた再生植物体では. 大豆のβ-コングリシニンプロモーターの制御下にβ-グルクロニダーゼを発現すると期待される. 従って, このトランスジェニックシロイヌナズナを用いてβ-グルクロニダーゼ活性を指標としたスクリーニングを行うことにより, β-コングリシニンプロモーターの転写活性の変化した変異株が分離できる.β-グルクロニダーゼは, 高等植物の系で実用化されているレポーター遺伝子としては最も使いやすいもののひとつであるが, 変異株のスクリーニングのためには栄養要求性マーカーの方がより有利である. シロイヌナズナではチアミン要求性変異株が知られている. チアミン要求性変異株のひとつについて調べた結果, チアミンりん酸ピロホスホリラーゼ活性が欠損していることが明らかになった. 大腸菌では, この酵素はthiB遺伝子にコードさている. 大腸菌のthiA B遺伝子を, このチアミン要求性シロイヌナズナ変異株に導入した結果, チアミン要求性が相補された.