苗条(シュート)分化におけるサイトカイニン情報伝達系の研究

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目的植物のカルスに植物ホルモンであるサイトカイニンを作用させるとシュート(苗条;茎と葉)が再生する。私達の研究目的はサイトカイニンによるシュート再生を分子レベルで理解することである。成果1)野生型シロイヌナズナのカルス50,000個のゲノムDNAに強力な外来エンハンサーをランダムに導入し、過剰発現型遺伝子タギングをおこなった。サイトカイニン情報伝達における重要な遺伝子の近くにエンハンサーが挿入されたならサイトカイニン非依存的にシュート誘導が起きると期待される。この方法により、サイトカイニン非依存的にカルスの増殖、緑化およびシュート再生をする変異体(cki;cytokinin independent変異体)を5系統、サイトカイニン非依存的にシュートを再生する変異体(msh;many shoot変異体)を1系統得た。後者の変異体ではシュート誘導のみが非常に活性化されており、極端な場合、その種子から育った植物の葉柄や子葉などからは多くの不定芽が発生する。cki変異体の一つcki1変異体より過剰発現によりサイトカイニン非依存性を与えるCKI1遺伝子とその完全長cDNAをクローニングし、その産物がツ-コンポーネントシステムのセンサーであるヒスチジンキナーゼに属することがわかった。ヒスチジンキナーゼは情報センサーとして働いていることが多いので、CKI1遺伝子産物が、サイトカイニン受容体である可能性を含めて、今後その機能解明をおこなう。2)EMSで突然変異原処理をした後、自家受粉して得た世代のシロイヌナズナ80,000個体のスクリーニングを行ない、カルス誘導と葉緑体の発達に関して、外から与えたサイトカイニンに対して反応性の上昇した突然変異体を8系統分離した。これらのうち5系統は同一遺伝子座の変異体であり、単一遺伝子座における劣性の変異体で、染色体1番の上部のマーカーと強く連鎖していた。今後、生理学的研究により変異に対応する遺伝子の機能を調べるとともに、遺伝子のクローニングを行う。