クエン酸代謝系遺伝子の多重組換えによる酸性土壌耐性植物の作出

通过柠檬酸代谢系统基因的多重重组创造耐酸性土壤的植物

• 批准号: 02J02521
• 负责人: 木原 智仁
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J02521/
• 关键词: クエン酸代謝; クエン酸放出; 遺伝子組換え; 酸性土壌耐性; クエン酸放出能力; 多重組換え

クエン酸放出能力強化による酸性土壌耐性植物の分子育種を目的とした研究において、今年度以下2点の成果を得た。1.クエン酸の分解に関与しているNADP特異的イソクエン酸脱水素酵素(NADP-ICDH)の発現をRNAi法により抑制させたイネ組換え体を作製した。得られた2つのラインのNADP-ICDH活性は野生型の約30%に抑制されていた。これらの組換え体は野生型と比較して難溶性リン酸をリン給源とする培地における生育を改善させていた。このとき、組換え体は野生型と比較して多量のクエン酸を放出しており、このことによる難溶性リン酸の利用効率上昇が生育改善につながったと考えられる。これらのことは、NADP-ICDHを発現抑制することで植物のクエン酸放出能力を強化できることを示唆している。この成果に関して、和文誌に投稿済み(印刷中)であり、また英文誌への投稿準備中である。2.低リン酸耐性遺伝子群の獲得を目指して、クエン酸放出能力の極めて優れているニンジン変異細胞を材料としてcDNAサブトラクションを行った。これにより約500クローン(cDNA断片)を得たが、ディファレンシャルスクリーニング法により変異細胞において転写レベルが増加しているであろうcDNA断片を90にまで絞り込んだ。これらの中には転写調節タンパク質(転写因子)がいくつか含まれており、これまでに明らかにしてきたいくつかの低リン酸耐性遺伝子群の転写レベルの変動はこれらの転写因子が関与しているかもしれない。しかし、ほとんどは既報の配列とマッチしないものであった。現在、RACE法により未知領域を獲得しそれらの機能を予測するとともに、cDNAサブトラクションライブラリーの中から変異細胞のクエン酸放出レベルに影響を与える遺伝子の探索を行っている。なお、昨年度得たシロバナルーピンの研究成果に関して今年度英文誌に発表した。

The results of molecular breeding of acid tolerant plants were obtained in the following two aspects of this year. 1. NADP-specific isozyme (NADP-ICDH) is involved in the production and inhibition of isozyme by RNAi. The activity of NADP-ICDH was inhibited by about 30% compared with wild type. This group of individuals is resistant to acid and has improved fertility. Compared with wild-type, the amount of insoluble acid released increased, and the utilization rate of insoluble acid increased, thus improving fertility. The ability of plants to emit acid is enhanced by the inhibition of NADP-ICDH. The results are related to, and the article is submitted (in print). 2. The acquisition of low-acid resistant gene groups is indicated by the optimal development of different cell materials and cDNA sequences. The cDNA fragments were found in about 500 different cells, and the cDNA fragments were found in about 90 different cells. The quality of the medium and low acid tolerance groups is regulated by the change of the medium and low acid tolerance factors.しかし、ほとんどは既报の配列とマッチしないものであった。Now, RACE method is used to predict the function of unknown domain, and explore the influence of cDNA on gene expression. This year's English Journal presents the results of the research conducted in the past year.

项目成果

木原 智仁: "無菌細胞培養系におけるクエン酸代謝改変組換えイネの難溶性リン酸利用能力の生理学的評価"無菌生物. (発表予定).

Tomohito Kihara：“对具有改良柠檬酸代谢的重组稻在无菌细胞培养系统中利用难溶性磷酸盐的能力进行生理学评估”无菌生物体（待提交）。

Tomonori Kihara: "Alteration of citrate metabolism in cluster roots of white lupin"Plant Cell Physiol.. 44(9). 901-908 (2003)

Tomonori Kihara：“白羽扇豆簇根中柠檬酸代谢的改变”植物细胞生理学.. 44(9)。