遺伝子組換え技術を利用した高ショ糖合成バレイショの作出

• 担当機関: 農業生物資源研究所
• 研究期間: 1996～1996
• 発行年度: 1996
• 要約: ショ糖合成系の鍵酵素であるショ糖リン酸合成酵素（ＳＰＳ）をトウモロコシから単離し、３５Ｓプロモーターと連結してバレイショに導入することにより、ＳＰＳ活性が５倍に上昇し、塊茎重が約30％増大した形質転換植物を作出した。
• 背景・ねらい: 葉内のショ糖合成に重要な役割を果たすショ糖リン酸合成酵素（ＳＰＳ）は、光; 合成産物の分配を制御しているとともに、生長速度にも影響を及ぼす因子と考え; られている。本研究では、ＳＰＳ遺伝子を単離した後、発現効率の高いプロモー; ターに連結したキメラ遺伝子をバレイショ等に導入した形質転換植物を作出し、; 過剰発現させたＳＰＳ遺伝子の炭素分配及び物質生産に対する影響を検討する。

成果の内容・特徴

1. トウモロコシ由来のＳＰＳ遺伝子を改変３５Ｓプロモーターに連結し、アグロバクテリウム感染法で導入したバレイショを作出した。
   
2. 当代の解析の結果、野生型の約３倍のＳＰＳ活性を持つ形質転換植物が得られた。
   
3. 当代の塊茎から得られた植物体のＳＰＳ活性は昼間及び夜間で、最大でそれぞれ４．５倍と約２．５倍であり、トウモロコシＳＰＳの特徴である光活性化が形質転換ジャガイモでも認められた。このことは、トウモロコシのＳＰＳタンパクのリン酸化ー脱リン酸化に関わるシステムがバレイショにも存在することを示している。
   
4. トウモロコシ由来のＳＰＳ遺伝子を導入することで、ショ糖量が増大するとともにデンプン量が大きく減少した。すなわち、ＳＰＳの過剰発現によってデンプンを大量に葉内に蓄積するというバレイショ本来の性質が変化した。
   
5. ＳＰＳの過剰発現によって、地上部（葉＋茎）の乾物重が増大している系統、塊茎の乾物重が増大している系統及び両者が増大している系統が見られた。
   
6. 高温に適応しているトウモロコシのＳＰＳ遺伝子の温度反応性が形質転換バレイショにも発現していた。
   

図１図２図３

• 成果の活用面・留意点: 乾物生産に影響を及ぼす形質転換植物はまだ殆ど得られていない。今回、作出さ; れたバレイショはＳＰＳと乾物生産の因果関係をより明確にするための研究素材; として活用できるとともに、乾物生産向上を目指すための有望な育種素材にもな; ると考えられる。今後、圃場レベルでの試験を行って収量への影響を検討する必; 要がある。
• カテゴリ: 育種 とうもろこし ばれいしょ