イネ大粒化変異体を用いた細胞分裂を制御する因子の解析

大粒水稻突变体细胞分裂控制因素分析

基本信息

批准号：
21K05533
负责人：
栂根一夫
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

イネ内在性で活発に転移するDNAトランスポゾンnDart1を利用して新規のイネ突然変異体を選抜している。顕性(優性)で種子が大粒化するLgg変異体の原因遺伝子はRNA結合ドメインを持つタンパク質であった。Lgg変異は粒の縦が主として伸長し横幅は野生型とほぼ変わらず、そのヘテロ個体は中間型を示した。顕性であるにも係わらずLgg変異はその原因遺伝子の発現の低下であることから、その機能は抑制に作用するものであると予想された。Lgg変異は、nDartのLGG遺伝子への第1イントロンへの挿入だけでなく、遺伝子内部にもデリーションも生じていた。このデリーションは、トランスポゾンnDart内からLgg遺伝子の第1イントロンの途中まで生じておりおよそ400bpほどであった。このデリーションが起きた原因は、nDartの挿入によって新たに生じた２ヶ所の相同配列が組換えることでおきたと考えられる。変異による塩基配列の変化は、タンパク質をコードする領域外であったので、タンパク質発現の可能性を調べるためにRace法を行いLgg遺伝子の転写開始点を調べた。その結果、遺伝子の転写開始点が野生型に比べて上流に変化していた。この変化によりタンパク質への翻訳に必要なファーストメチオニンのコドンが新たに生じ使用するコドンのフレームがずれており、正常なタンパク質の翻訳は起きていないと考えられた。LGGの発現量を強く上昇させた個体は再生しなかったので、内在性プロモーターによって誘導させてコピー数を増やすことで発現を弱く上昇させた形質転換体を作出すると小粒化した。小粒化した形質転換体の種子の細胞のサイズと数を確認したところ、細胞のサイズは変わらず数が減少していることを確認できたので、Lgg変異による大粒化とともにLGG遺伝子は細胞数に関与している事が判明した。LGG遺伝子をGFPと融合した形質転換体を作成したところ、核の中に蓄積することを観察できた。

我们目前正在使用内源性和主动易位 DNA 转座子 nDart1 选择新型水稻突变体。导致具有大种子的显性 Lgg 突变体的基因是一种具有 RNA 结合结构域的蛋白质。 Lgg突变体籽粒长度以拉长为主，宽度与野生型基本相同，杂合子呈中间型。尽管 Lgg 突变占主导地位，但它们会导致致病基因表达减少，因此预计它们的功能是抑制它们。 Lgg突变不仅是nDart LGG基因第一个内含子的插入，而且是基因内部的缺失。该缺失发生在从转座子 nDart 内到 Lgg 基因第一个内含子的中间，大约 400 bp。这种删除的原因被认为是通过插入 nDart 新创建的两个同源序列的重组。由于突变引起的碱基序列变化位于蛋白质编码区之外，因此我们采用Race方法检查Lgg基因的转录起始位点，以考察蛋白质表达的可能性。结果，与野生型相比，该基因的转录起始位点向上游移动。这一变化的结果是，蛋白质翻译所必需的第一个甲硫氨酸的新密码子被创建，并且所使用的密码子的框架发生了变化，人们认为正常的蛋白质翻译没有发生。 LGG表达强烈增加的个体不会再生，因此当我们通过增加内源启动子诱导的拷贝数来创建表达微弱增加的转化体时，它们变得更小。当我们检查小粒转化体种子中细胞的大小和数量时，我们发现细胞大小保持不变，但数量减少，表明LGG基因负责随着种子变大，细胞数量增加由于Lgg变异，原来他也参与其中。当我们创建 LGG 基因与 GFP 融合的转化体时，我们观察到它在细胞核中积累。