陸上植物オルガネラゲノムの遺伝・維持機構の解明

阐明陆地植物细胞器基因组的遗传和维持机制

基本信息

批准号：
09J00764
负责人：
上田実
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)ゼニゴケを用いた葉緑体ゲノムの母性遺伝異常変異体の選抜昨年度から継続し、葉緑体ゲノムにスペクチノマイシン耐性遺伝子をコードする雄株タグラインを野生型の雌株と交配し、得られた後代をスペクチノマイシン含有選抜培地に生育させ、父方から葉緑体ゲノムが伝達している変異体を探索した。その結果、3ラインの候補株の単離に成功している。現在、単離した候補株において、母性遺伝異常が再現できるか追試を行っている。(2)ゼニゴケにおける葉緑体ゲノムから核ゲノムへの遺伝子転移計測系の確立ベクターを改変する等の試行錯誤を重ねた結果、葉緑体ゲノムに葉緑体ゲノムと核ゲノム双方の形質転換選抜マーカーを導入することに成功した。この形質転換体を作出できたことで、ゼニゴケにおいて葉緑体ゲノムから核ゲノムへどの程度の頻度でDNAの移動が起こるのか計測可能となった。現在、作出した植物体を利用して、各生育ステージ、多様なストレス環境下における葉緑体DNAの核ゲノムへの移行率を測定中である。また、ゼニゴケの葉緑体形質転換系を所属研究室で立ち上げたことによる波及効果として、ゼニゴケ葉緑体NDH複合体破壊株の作出にも成功し、コケ植物におけるNDH複合体の詳細な機能解析が可能となった。(3)ゼニゴケシグマ因子MpSIG1の解析Mpsig1T-DNA挿入変異体の解析から、葉緑体ゲノム上の遺伝子消失(遺伝子転移)がシグマ因子の結合するndhF遺伝子のプロモーター配列の機能分化を促進し、核ゲノムによる葉緑体ゲノム上の遺伝子発現を特異的に制御するメカニズムが明らかとなった。本解析は陸上植物の進化におけるシグマ因子の多様化の一端を明らかにできただけではなく、オルガネラゲノム上の遺伝子が、如何に核ゲノムにコードされている転写因子により遺伝子特異的な転写制御を受けるようになったのか、その詳細に迫った新たな知見である(投稿中)。

(1)利用地钱筛选叶绿体基因组中具有母本遗传异常的突变体继去年之后，我们将叶绿体基因组中编码壮观霉素抗性基因的雄性植物标记系与野生型雌性植物杂交，得到了后代。在含有奇霉素的选择性培养基上生长，以寻找叶绿体基因组父系遗传的突变体。结果，成功分离出3株候选菌株。我们目前正在进行后续测试，看看母体遗传异常是否可以在分离的候选菌株中重现。 (2)建立测量地钱从叶绿体基因组到核基因组的基因转移的系统经过修改载体等反复试验和错误，我们能够将叶绿体基因组和核基因组都转化为叶绿体基因组。我们成功地引入了标记。通过创建这种转化体，测量苔类植物中 DNA 从叶绿体基因组移动到核基因组的频率成为可能。我们目前正在使用所创建的植物来测量每个生长阶段和各种胁迫环境下叶绿体 DNA 向核基因组的转移率。此外，作为我们实验室推出地钱叶绿体转化系统的连锁反应，我们成功地创建了破坏地钱叶绿体NDH复合物的菌株，并且我们对苔藓中NDH复合物的详细功能进行了研究。现在可能了。 (3)地钱sigma因子MpSIG1的分析对Mpsig1T-DNA插入突变体的分析表明，叶绿体基因组中的基因丢失(基因转移)促进了与sigma因子结合的ndhF基因的启动子序列的功能分化，并且基因组特异性控制叶绿体基因组上的基因表达的机制已经阐明。这项分析不仅揭示了陆地植物进化过程中西格玛因子的部分多样化，还揭示了细胞器基因组上的基因如何受到核基因组中编码的转录因子的基因特异性转录控制，这是研究的新知识。人们现在接受测试的原因的详细信息（目前正在发布）。