タマネギのBACクローンを用いた有用遺伝子のマッピングとゲノムオーガナイゼーション

使用洋葱 BAC 克隆绘制有用基因和基因组组织图谱

• 批准号: 01F00114
• 负责人: 向井 康比己
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Osaka Kyoiku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 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-01F00114/
• 关键词: タマネギ; Alliinase遺伝子; ゲノムオーガナイゼーション; BACライブラリー; FISH; シークエンス; RT-PCR; 遺伝子発現解析

本研究は、タマネギの重要遺伝子であるalliinase遺伝子をタマネギのBACライブラリーから選抜し、それらのゲノムオーガナイゼーション、遺伝子発現、FISH法によるマッピングについて調べることを目的とした。alliinase遺伝子を含むBACクローン(4F4-77)をHindIIIで完全消化し、得られた30サブクローンの塩基配列をプライマーウォーキングにより決定した。alliinase配列のORFやプロモーター部分の構造を調べたところ、このalliinaseは今までに塩基配列が報告されているalliinaseとは異なることが分かり、alliinase多重遺伝子族に含まれる新規遺伝子だと考え、この遺伝子をALL1 (alliinase-like1)と名付けた。30サブクローンは、4F4-77 BACクローンのインサートの全部をカバーしており、サブクローン群を全部整列化することがでた。ALL1遺伝子を中心とした約35kbの領域については、全塩基配列を決定した。ALL1領域のゲノム構造について詳細に調べたところ、GC含量は34%で、トランスポゾン様配列が存在することを見出した。ALL1遺伝子が発現しているかどうかRT-PCR法で調べ、鱗茎で発現する一般的なalliinaseや根で発現する別のalliinaseと比較した。ALL1は根で発現が認められたが、芽と鱗茎では発現しておらず、根のalliinaseと発現動態が似ていた。4F4-77 BACクローンをプローブに用いて、タマネギの染色体上にFISHしたところ、全染色体上にシグナルが現れたことから、このクローンは散在型反復配列を多くもつことが示された。次に、ALL1を含む35kb領域部分をプローブとしてチラミド高感度FISHを行った場合、単一シグナルがタマネギの第4染色体の長腕介在部上に得られ、マッピングに成功した。

本研究的目的是从洋葱BAC文库中筛选出洋葱中重要的蒜氨酸酶基因，并通过FISH研究其基因组组织、基因表达和作图。用HindIII完全消化含有蒜氨酸酶基因的BAC克隆(4F4-77)，并通过引物步移确定所得30个亚克隆的核苷酸序列。当我们研究蒜氨酸酶序列的ORF和启动子部分的结构时，我们发现该蒜氨酸酶与目前已报道的核苷酸序列的蒜氨酸酶不同，我们认为该基因是蒜氨酸酶多基因家族中的一个新基因。被命名为ALL1（蒜氨酸酶样1）。 30个亚克隆覆盖了4F4-77 BAC克隆的整个插入片段，并且可以比对所有亚克隆组。确定了以ALL1基因为中心的约35kb区域的整个碱基序列。当我们详细研究ALL1区域的基因组结构时，我们发现GC含量为34%，并且存在转座子样序列。我们使用RT-PCR研究了ALL1基因是否表达，并将其与球茎中表达的常见蒜氨酸酶和根中表达的另一种蒜氨酸酶进行了比较。 ALL1在根中表达，但在芽和球茎中不表达，其表达动态与根中蒜氨酸酶相似。当我们使用4F4-77 BAC克隆作为探针对洋葱染色体进行FISH时，所有染色体上都出现信号，表明该克隆有许多散布的重复序列。接下来，当使用含有ALL1的35kb区域作为探针进行高灵敏度酪酰胺FISH时，在洋葱4号染色体的长臂上获得单一信号，并且定位成功。

项目成果

Suzuki, G.: "Efficient storage and screening system for onion BAC clones"Breeding Science. 52. 157-159 (2002)

Suzuki, G.：“洋葱 BAC 克隆的高效储存和筛选系统”育种科学。

Do, G.S.: "Molecular organization of constitutive heterochromatin in Allium cepa"Advances in Chromosome Sciences. 1. 90-94 (2002)

Do，G.S.：“洋葱中组成型异染色质的分子组织”染色体科学进展。

Do, G.S.: "Isolation of onion BAC clones containing alliinase sequences"育種学研究. 4・別1. 17 (2002)

Do，G.S.：“含有蒜氨酸酶序列的洋葱 BAC 克隆的分离”育种研究 4. 第 1. 17 部分 (2002)。

都琴淑(Do, G.S.): "タマネギのalliinase様遺伝子のゲノム構造解析"育種学研究. 4・別2. 134 (2002)

Do，G.S.：“洋葱中蒜氨酸酶样基因的基因组结构分析”育种研究，第 4 部分，第 2 部分。134 (2002)。