ムギネ酸生合成系酵素遺伝子導入イネのアルカリ土壌鉄欠乏耐性検定

麦根酸生物合成酶基因转水稻耐碱性土壤缺铁试验

• 批准号: 13760048
• 负责人: 中西 啓仁
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13760048/
• 关键词: 鉄欠乏; 遺伝子導入イネ; ムギネ酸; ニコチアナミン; 石灰質アルカリ土壌; 根; ストレス耐性; 形質転換イネ; オオムギ

鉄欠乏オオムギの根からムギネ酸合成系酵素のうちニコチアナミン合成酵素(NAS),ニコチアナミンアミノ基転移酵素(NAAT),2'-デオキシムギネ酸水酸化酵素(IDS3)の遺伝子が得られました.また,鉄欠乏時にムギネ酸生合成に大きく関わっているであろうアデニン・リボースリン酸転移酵素(APRT)遺伝子が得られました.鉄欠乏時に発現を引き起こすのに十分であると考えられている鉄欠乏特異的発現遺伝子Ids3のプロモーター領域約2kbpの下流に3つの遺伝子Nas, Naat, Aprtをつないだコンストラクトをそれぞれ作成しました.これらのコンストラクトをそれぞれ単独であるいはいくつか組み合わせてイネに導入し,形質転換植物を得ました.種子が十分に得られなかったものについては,再度土壌で栽培し,十分な量の種子を得ました.形質転換を行って得られた第一世代,もしくは第二世代において種子が十分に得られたものについて,石灰質アルカリ土壌(石川県に広がる貝化石土壌)で栽培し,鉄欠乏耐性検定を行いました.種子を抗生物質耐性で選抜し,耐性のものをアルカリ土壌で栽培しました.植物の草丈,クロロフィル含量,穂数,収量について計測をしました.いずれの組み換え体も鉄欠乏耐性能を示し,草丈,収量などすべてでコントロールとして用いたベクターのみを導入したものの生育を上回りました.しかし,いずれも通常の土壌で栽培したものほどの回復はみられず,イネの鉄欠乏感受性を回復するにはまだ,他の因子が必要であることが考えられました.今後はさらに大規模での石灰質アルカリ土壌での鉄欠乏耐性検定を行う予定です.

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项目成果

Negishi T., Nakanishi H., et al.: "cDNA microarray analysis of gene expression during Fe-deficiency stress in barley suggests that polar transport of vesicles is implicated in phytosiderophore secretion in Fe-deficient barley roots"Plant Journal. 30. 83-9

Negishi T.、Nakanishi H.等人：“大麦缺铁胁迫期间基因表达的cDNA微阵列分析表明，囊泡的极性运输与缺铁大麦根部的植物铁载体分泌有关”《植物杂志》。

Michihiko Takahashi: "Enhanced tolerance of rice to low iron availability in alkaline soils using barley nicotianamine aminotransferase genes"Nature Biothechnology. 19. 466-469 (2001)

高桥道彦：“使用大麦烟酰胺转氨酶基因增强水稻对碱性土壤中低铁可用性的耐受性”《自然生物技术》。

Kyoko Higuchi: "Analysis of transgenic rice containing barley nicotianamine synthase gene"Soil Science and Plant Nutrition. 47・2. 315-322 (2001)

樋口京子：“含有大麦烟酰胺合酶基因的转基因水稻的分析”《土壤科学与植物营养》47・2（2001）。

Kobayashi T., Nakanishi H., et al.: "In-vivo evidence that Ids3 from Hordeum vulgare encodes a dioxygenase that converts 2'-deoxymugineic acid to mugineic acid in transgenic rice"Planta. 212. 864-871 (2001)

Kobayashi T.、Nakanishi H. 等人：“体内证据表明来自大麦的 Ids3 编码一种双加氧酶，可在转基因水稻中将 2-脱氧麦根酸转化为麦根酸”Planta。

Kyoko Higuchi: "The expression of a barley HvNAS1 nicotianamine synthase gene promoter-gus fusion genein transgenic tobacco is induced by Fe-deficiency in roots"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 65・7. 1692-1696 (2001)

Kyoko Higuchi：“转基因烟草中大麦 HvNAS1 烟碱合酶基因启动子-gus 融合基因的表达是由根中缺铁诱导的”Biosci. Biochem. 1692-1696 (2001)。