エクトイン遺伝子発現によるトマトおよびダイズの塩ストレス耐性の強化

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本年度も、予定どうりに研究が進展しており、実験も最終段階に入った状態の物も多い。現在の進捗状況は概ね下記の通りである。1)高塩濃度下で生育する植物種の塩ストレス耐性を比較検討し、論文に取りまとめて発表した。2)エクトイン遺伝子を導入したタバコおよびトマト形質転換体について、塩ストレス耐性が強化されたことを明らかにした。現在は、その要因について解析中である。(1)タバコでは、光合成能、光合成産物の転流、水分状態を示す茎径変化の3者について、詳細な検討を行った。その結果、短半減期の11Cを利用した光合成産物の転流速度は、塩ストレス開始5時間後に既に上昇し、茎径の変動をも伴った一方、光合成能はいい程に維持されていた。すなわち、このことは塩ストレスは光合成等のソース能よりも根のシンク能に対して早期に影響を与えるため、転流速度が変動することを示している。どのような機構によって起こるかについて現在検討中である。また、光合成・窒素代謝機構から見たストレス耐性機構についても検討中である。(2)トマトでは、形質転換体について、塩ストレス耐性機構を光合成酵素、その窒素給源などとの関連で検討中である。(3)好塩性古細菌(Haloferax alexandrinus)が顕著な塩ストレス耐性を示す要因を解析している。その要因について物質レベル、遺伝子レベルでほぼ解明されつつある。3)今後は、2つの方向で研究を進める。(1)エクトイン遺伝子による形質転換を上記以外の主要作物、たとえば、ダイズ、イネ、などを対象に行い、新しい塩ストレス耐性品種の育成を目指す。(2)形質転換体を用い、エクトインの塩ストレス耐性における役割の解明を図る。特に、質量分析計の分析能をフルに活用し、膜の酸化、窒素代謝、光合成および炭素代謝のメカニズム等の面から安定同位体をトレーサーとして検討する。4)本研究は、塩ストレスが常習的に起こる海水中及び塩田において生息する微生物から塩ストレス耐性が極めて高い微生物をスクリーニングすると共に、その耐性をもたらす遺伝子のクローニングを行う。このように、海洋は塩ストレス耐性機構に関る遺伝子の宝庫である。そのクローニングした遺伝子の利用、それによる植物の形質転換によって塩ストレス耐性の強化を目指す新しい研究の扉を開くもので、大いなる成果が期待できる。