イネ核ゲムに存在する葉緑体リボソームタンパク質遺伝子の解析

水稻核宝石中叶绿体核糖体蛋白基因的分析

基本信息

批准号：
05760006
负责人：
堤伸浩
金额：
$ 0.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05760006/
关键词：
イネ葉緑体リボソームタンパク質遺伝子

项目摘要

本研究では、葉緑体機能を改変し育種的に利用するための基礎的な知見を得るために、核にコードされている葉緑体のリボソームタンパク質サブユニットの遺伝子をクローン化し、転写調節領域・トランジット配列・RNAのプロセッシングを明らかにすることを目的としている。イネ葉緑体のリボソームタンパク質L12の遺伝子は、進化の過程で葉緑体ゲノムから核ゲノムへ移行したと考えられている。当初の計画では、タバコのrpl12遺伝子のcDNAクローンを利用して、イネのrpl12遺伝子をクローン化する予定であった。しかし、rpl12をプローブとしてイネのDNAに対しサザンハイブリダイゼーションを試みたが、タバコ由来のプローブにハイブリダイズするシグナルは得られなかった。また、イネの幼植物体からmRNAを抽出し、ノーザンハイブリダイゼーションをおこなった結果からも、イネの転写産物は検出できなかった。これは、タバコの配列とイネの配列の間のホモロジーが低いためであると考えられた。新たにライムギでrpl12遺伝子の塩基配列が報告されたので、ライムギとタバコの間でrpl12の塩基配列のホモロジーを調べた。その結果、rpl12の塩基配列はタバコとライムギの間で大きく異なっていることがわかった。これは、葉緑体に存在するリボソームタンパク質遺伝子の塩基配列の保存性が高いことと対照的である。スクリーニングに用いるプローブを得るために、rpl12の塩基配列で、ライムギとタバコで保存性の高い180bpをもとに、イネのmRNAをテンプレートとしてRTPCRでイネの配列を増幅した。その結果、目的の長さの断片が増幅され、この断片をクローン化して塩基配列を決定しrpl12遺伝子の一部であることを確認した。現在、イネのcDNAライブラリーの作成が終了し、rpl12の遺伝子のスクリーニングをおこなっている。また、ミトコンドリアから核へ移行した配列の解析も平行しておこなった。イネのミトコンドリアに存在するプラスミド様DNAは、核のゲノム内に相同配列が存在する。これらの相同配列は、葉緑体のリボソームタンパク質遺伝子と同様に、オルガネラから、核へ移行したのではないかと考えられた。これらの核に存在する相同配列をRFLPマッピングしたところ、第8染色体と第1染色体の特定領域に集中して存在することが明らかとなった。

在本研究中，为了获得改变叶绿体功能并将其用于育种目的的基础知识，我们克隆了核编码叶绿体核糖体蛋白亚基的基因，并克隆了转录调控区。・目的是阐明加工过程转运序列和RNA。水稻叶绿体核糖体蛋白 L12 的基因被认为是在进化过程中从叶绿体基因组转移到核基因组的。原计划是利用烟草rpl12基因的cDNA克隆来克隆水稻rpl12基因。然而，尽管尝试使用rpl12作为探针对水稻DNA进行Southern杂交，但没有获得与烟草来源的探针杂交的信号。此外，从幼苗提取的 mRNA 的 Northern 杂交中未检测到水稻转录本。这被认为是由于烟草和水稻序列之间的同源性较低。由于rpl12基因的碱基序列在黑麦中是新报道的，因此我们研究了黑麦和烟草之间rpl12碱基序列的同源性。结果发现，rpl12的碱基序列在烟草和黑麦之间存在显着差异。这与叶绿体中存在的核糖体蛋白基因的高度保守的碱基序列形成对比。为了获得用于筛选的探针，我们基于在黑麦和烟草中高度保守的180 bp的rpl12核苷酸序列，以水稻mRNA为模板，通过RTPCR扩增了水稻序列。结果，扩增出所需长度的片段，并对该片段进行克隆和测序，确认它是rpl12基因的一部分。目前，水稻cDNA文库已构建完毕，rpl12基因的筛选工作正在进行中。与此同时，我们还分析了从线粒体迁移到细胞核的序列。水稻线粒体中存在的质粒样 DNA 在核基因组内具有同源序列。这些同源序列被认为是从细胞器迁移到细胞核，类似于叶绿体的核糖体蛋白基因。对这些细胞核中存在的同源序列进行 RFLP 作图表明，它们集中在 8 号和 1 号染色体的特定区域。