葉緑体ゲノムの多重遺伝子操作によるストレス耐性植物の創成

点击翻译按钮获取中文摘要

これまでの環境ストレス耐性の増強の遺伝子工学の方法論は,環境ストレス耐性を与えうる単一遺伝子の植物核ゲノムへのランダムな導入である.この手法では形質転換植物の作出は容易であるが,多くの場合,環境ストレス耐性の増強における1遺伝子の導入効果は,質・量の両面で限定されたものである.この理由の一つは,複数の環境ストレス因子(例えば,温度ストレスと光ストレス)が複合的に働いているためと考えられる.したがって,ストレス耐性の飛躍的な増強には,作用の異なるストレス耐性遺伝子を多重導入することが,有効な一つのストラテジーと考えられる.本研究は,ストレス耐性遺伝子群を葉緑体ゲノムに多重導入し,葉緑体形質転換植物が複数の環境ストレス因子存在下で飛躍的に耐性を増強する可能性を探ることを目的とした.ストレス耐性遺伝子として,塩や温度ストレスに対する耐性付与に有効な細菌のコリン酸化酵素の遺伝子,低温耐性の付与や光阻害の軽減に有効なホウレンソウのアシル転移酵素およびラン藻のdelta-9アシル脂質不飽和化酵素などの遺伝子を標的遺伝子に用いた.形質転換マーカーとてスペクチノマイシン耐性遺伝子を用い,Biolistic methodによりタバコ葉緑体ゲノムへの相同組換えによる遺伝子導入を試みた.これらの遺伝子を導入処理して得られた形質転換株について,導入遺伝子の発現を調査し,アシル転移酵素については,形質転換植物における遺伝子発現をタンパク質レベルで確認した.現在,その他の導入遺伝子の発現について調査を進めており,今後はストレス生理学的解析を進める予定である.