イネ再分化能の遺伝解析及び高再分化能育種素材の開発

イネ再分化能の遺伝解析及び高再分化能育種素材の開発

タイトルイネ再分化能の遺伝解析及び高再分化能育種素材の開発
要約 高い再分化能を持つイネ培養細胞に特異的に発現する遺伝子を見いだした。その全長cDNAは、オオムギglucose dehydrogenase遺伝子と高いホモロジーを示した。同遺伝子をコシヒカリ培養細胞に導入した結果、再分化能が向上したことから、同遺伝子がイネ培養細胞の再分化能に関与することが明らかとなった。
担当機関(独)農業生物資源研究所 新生物資源創出研究グループ 新機能開発研究チーム
連絡先029-838-8374
区分(部会名)生物資源
分類技術開発
背景・ねらいイネ培養細胞の再分化能は品種により大きく異なり、人工種子、クローン苗の生産やアグロバクテリウムによる形質転換を行う際に非常に大きな問題となっている。特に、日本型品種の中でも「コシヒカリ」などの優良品種に培養の困難な品種が多い。一方、インデイカ品種「湖南早」は高い再分化能をもつ。本研究では、RFLPマーカー、Differential display(DD法)等を用いて、この再分化能形質の遺伝解析とそれに関わる遺伝子の単離を試みた。同時に再分化能を向上させることにより、形質転換等の新育種技術を効率的に利用できる優良日本型イネ系統の作出をめざした。
成果の内容・特徴
  1. Differential Display法を用いて、高い再分化能を持つイネ培養細胞で特異的に発現する遺伝子を見いだした。完全長cDNA(Os22A)を単離し、シークエンスを決定した。ホモロジー検索を行った結果、オオムギglucose dehydrogenase遺伝子と高いホモロジーを示した。各品種由来の培養細胞を用い、得られた遺伝子Os22Aの3'非翻訳領域をプローブにしてノーザン解析を行った結果、高い再分化能を示す品種で、Os22Aが強く発現していることが明らかになった(表1、図1)。
  2. イネより単離したOs22A遺伝子を、「コシヒカリ」へアグロバクテリウム法を用い導入した。形質転換培養細胞よりmRNAを抽出し、ノーザンハイブリダイゼーションを行った結果、導入遺伝子の発現が確認された。得られた形質転換培養細胞を用い再分化能を検定したところ、形質転換カルスの再分化能は「コシヒカリ」と比較して著しく向上していた(表2、図2)。
  3. 「コシヒカリ」を「湖南早」と交配した後、「コシヒカリ」の連続戻し交配により高再分化能形質が導入された日本型イネ系統を作出した。3年間にわたり、この系統(準同質遺伝子系統)の圃場調査、収量調査、食味官能試験を行った結果、一部に「コシヒカリ」とのわずかな差異が認められたものの、ほとんどの形質が「コシヒカリ」と同等であった(表3)。このことから作出したコシヒカリ準同質遺伝子系統は、形質転換等の新育種技術を効率的に利用できる優良日本型イネ系統として有望であると考えられた。
成果の活用面・留意点
  1. Os22A遺伝子を用いイネ培養特性を改変することが可能となる。
  2. イネ培養細胞の再分化機構の解析を進めることが可能となる。
予算区分21世紀プロ
研究期間2000~2002
研究担当者萱野暁明、小沢憲二郎、川東広幸、大川安信、矢頭治(中央農研)
発表論文1)小沢、川東(2002)日本育種学会第102回講演要旨集 p.186
特許出願(公開)2)小沢、川東、萱野、大川(2002)植物の再分化能に関与する遺伝子及びその利用 特願2002-100358
発行年度2002
収録データベース研究成果情報

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