STOP1転写制御を利用した酸性土壌耐性ワタの作出

酸性土壌では多くの作物の生育が不良である。これは,世界の農業生産の深刻な障害の一つとなっている。本研究では,酸性土壌耐性が極めて弱く,繊維作物として重要なワタの酸性土壌耐性の向上を目的とし,重要な転写因子であるSTOP1相同遺伝子の単離を中心とした研究を実施した。STOP1はシロイヌナズナで単離された転写因子で,アルミニウム耐性と酸耐性に関わる複数の遺伝子の転写を制御している。外国人特別研究員であるMarkkandan氏は,ディジェネレートPCR法によりワタからシロイヌナズナSTOP1遺伝子の相同遺伝子の単離に成功した。さらに,この遺伝子の発現を抑制するRNA干渉遺伝子組換えを実施して,遺伝子組換え個体の作出に成功した。組換え体自身の解析は,子実の結実を待たねばならないことから,野生型植物の解析を行い,(1)ワタがアルミニウム応答によりクエン酸を放出する(アルミニウム排除機構の重要な要素)こと,(2)低pHにも感受性が高いことなどを明らかにした。この内,クエン酸放出に関連するクエン酸放出型MATEトランスポーター遺伝子も同様にディジェネレートPCR法で単離して,アルミニウム誘導であることを確認した。この間に,シロイヌナズナSTOP1遺伝子の相同遺伝子であるSTOP2の解析などにも携わり,植物の酸・アルミニウム耐性の理解を深めると共に,分子改良による酸性土壌耐性ワタの作出に必要な材料を作成した。今後は,作成した組換え体の解析により,ワタのアルミニウム耐性遺伝子群を特定することが期待できる。

酸性土壌では多くの作物の生育が不良である。これは,世界の農業生産の深刻な障害の一つとなっている。本研究では,酸性土壌耐性が極めて弱く,繊維作物として重要なワタの酸性土壌耐性の向上を目的とし,重要な転写因子であるSTOP1相同遺伝子の単離を中心とした研究を実施した。STOP1はシロイヌナズナで単離された転写因子で,アルミニウム耐性と酸耐性に関わる複数の遺伝子の転写を制御している。外国人特別研究員であるMarkkandan氏は,ディジェネレートPCR法によりワタからシロイヌナズナSTOP1遺伝子の相同遺伝子の単離に成功した。さらに,この遺伝子の発現を抑制するRNA干渉遺伝子組換えを実施して,遺伝子組換え個体の作出に成功した。組換え体自身の解析は,子実の結実を待たねばならないことから,野生型植物の解析を行い,(1)ワタがアルミニウム応答によりクエン酸を放出する(アルミニウム排除機構の重要な要素)こと,(2)低pHにも感受性が高いことなどを明らかにした。この内,クエン酸放出に関連するクエン酸放出型MATEトランスポーター遺伝子も同様にディジェネレートPCR法で単離して,アルミニウム誘導であることを確認した。この間に,シロイヌナズナSTOP1遺伝子の相同遺伝子であるSTOP2の解析などにも携わり,植物の酸・アルミニウム耐性の理解を深めると共に,分子改良による酸性土壌耐性ワタの作出に必要な材料を作成した。今後は,作成した組換え体の解析により,ワタのアルミニウム耐性遺伝子群を特定することが期待できる。