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<ミニレビュー>日本における穀類形質転換に関する最近の研究

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(1)

Bul1

RIAR

 

Ishlkawa

 

Agr

 

Col1

6

1

8

1999

ニ レビュ

に お

質転換

関す

最近

多 喜 ∫

石 川 県 農 業 短 期 大学 植 物 細 胞 育 種研 究 室 )

 

近の

10

に 重

穀 類

形 質 転 換 植 物 体

育 成

成 功 し

た。

現 在

の とこ ろ

植 物

形 質転 換

には

組 織

養技

術 が 必 須で あ るn こ こで は

穀 類

に イ

にお

組 織 培 養 技 術

形 質 転 換 技 術

発 展

対 す

る 目

研 究 者

貢献

近の

究の

進 展

につ い て

概 観

す る=

 

では

イ ネ

最 も重 要

あ り

その

研 究

の歴

長 く

蓄 積

きい。 イ

組 織 培 養 も

研 究 者 が 取 り組

カ ル ス

らの

再 分 化

立 し た

その

プロ トプラ ス トか らの

植 物 体

プロ トプラ ス

トを用

い た

形 質 転 換 イ ネ

作 出

そ して アグロ バ クテ リ ウム を

使

っ た

形 質 転 換 系

立 と

進 展

研 究 者

に よる

の で

々 の

環 境

ス トレス に

耐 性

っ た イ ネ

病 害 虫

抵 抗 性

の イ

飛 躍 的 な収 量

増 と なる イ

た な 機 能 を

っ た イ ネ

を 目

して

多 く

研 究

グル

プ が

形 質 転 換

イ ネの

育 成

解 析

取 り組

ん でい る (

1

ま た

実 用 化の た めの

験 と して

ウイル ス

抵 抗

お よ び

ア レ ルゲン の

転 換

環境

に たい す る

の テス トを

終 了

してい る

2

 

イ ネに比べ る と

穀 類

の こ の

野の 凵

に お け る

研 究

ない。 し か し

コ ム ギの カル ス

誘 導

カ ル スか らの

tt

分 化 系

確 立

々が

世 界

駆 け て

功 し た。 さ ら に

、1995

には

テ ィ ク ル ガン を

い て

形 質 転 換

コ ム

作 出 し

オムギ につ

研 究

、 ト ウモ ロ コ シ で は

アグロ バ クテ

ウムを

使

っ て

形 質 転 換

成 功

し てい る

 

実 用

伝 子 組 換

穀 物

育 成 す

るには

形 質 転 換 系

立 と共

用 な

遺伝

単 離

で は

イ ネ ゲ ノ ムの

解 明

大 きな

が 注 が

将 来

に は

くの

伝 子

単 離

さ れ る

と期

さ れ る。 そ れ らの

遺 伝

f

植 物

多 く

の共 通

つ に 違い ない た め

穀 類

遺 伝 子 組 換 え

用で

る だろ

 

形 質 転 換

f

組 換

作 物

1

は じ め に

 

最 近

10

イ ネ

トウモ ロ コ シ

オ オムギ

コ ムギ とい

う重 要 な穀 類

形 質 転 換 植 物 体

育 成

に成

し た。

で に

遺 伝 子 組 換 え さ

れ た

除 草 剤 耐 性

虫 抵

の トウ モ ロ コ シな どが 冂

入 さ れ 何 ら かの形で

々は

べ てい る とい

う状 況

 

現 在の とこ ろ

植 物

形 質 転 換

には

組 織 培 養 技 術

が 必 須 で あ る

植 物 組

織 培 養

する

研 究

欧 米

始 ま

っ た の で

る が

その

発 展

日本

研 究 者

寄 与 す

る ところ が

大 き

に イ ネの

組 織 培 養

につ いて は

研 究

世 界 を

ド し て

た。 イ ネの カル ス

誘 導

か ら

植 物 体

生 は

円の グ ル

立 し1

2〕

イ ネ

組 織 培

の基

を 切

り開

いた。

イ ネ葯 培 養

に よ る

半 数

植 物

出 は

Niizeki

 and  

Oono

:1iに よっ て

世 界

め て

成 功 し

ている

これ は

中 国 で

ち に

実 用 技 術

と して

い ら れ

多 く

品 種 が 育 成

さ れ

で は

期 間の 短 縮 技 術 と して 日

の イ ネ

育 種

現 場

広 く使 わ

れ てい る

 

単 子 葉 植 物

イ ネ

か らの

ロ ト ブ ラス ト

培 養

っ た が

1985

懸 濁 培 養 細 胞

か ら

し た イ ネ プロ トプラ スか らの

植 物 体

再 生

成 功

遺 伝 子 操 作

へ の

い た4 /

そ し て

遺 伝 子

入 し た イ ネ プロ トプラ ス トから の

形 質

イ ネの 作 出 も

の グル

プ が

世 界

先 駆 け

成 功

した 5)

さ ら に

そ れ まで

単 ∫

葉 植 物

で は

困 難

と さ れて

たア グロバ ク テ リ ウム に よる

遺 伝 子 導

で 可

に し た

JT

亅apan

Tobacco

 

lnc

研 究 グ

貢 献

大 き

61i

 

で は イ

も 重

穀 物

あ り

研 究

史 も古 く

生 理

伝 学

お よ び

育 種 学

E

多 く

蓄 積

その

基 礎

の上 で イ ネバ イ オテ クノロ ジ

発 展

してい る。

 

コ ムギは

欧 米

要 な

類で ある が

コ ムギの

遺 伝 学 的

研 究

木原 均 [

Fr

以 後

H

の研

究 者

貢 献

大 き

い。 コ ム ギ

組 織 培 養

研 究 も

小 規

な が ら

欧 米

研 究 者

して

わ れて

こ こ で は

の研

究 者

に よ る

穀 類

に イ

の形 質 転 換 畊 究へ

お よ び日

にお ける

最 近

形 質 転 換

に関 する研 究の

動 向

につ い て

単 に 紹 介 す る。

(2)

2

Bulletin

 ofRIAR

 

lshlkawii

 

Agri

じu 且

tura

Co

lege

 

No

6

1999

2 .

Oryza

 sativa

1

1 カル ス

肉:

f

 

組 織 培 養

研 究

1960

年 代 始

め に 日

/)た

Furuhashi

 and  

Yatazawa

 l:

1964

71 は 初 めて イ ネ 節 か らの カ ル ス

誘 導

功 した

しか し

カ ル ス の生 長 は遅 く

また

細 胞

には イ

ス ト

が 必 要であっ

完 全

合 成

地に よ る カ ル ス

とカ ル ス増γ

1

{は

MS

Murashige

 and  

Skoog

培 地

2,

4

−D

2

4

−dichloro

pheltoxyacetic

 acid )

を加 え た 培 地

イ ネ

根 か

得 ら

Nishi

 et at

968

)2

そ れ ら

の カ ル ス

2

4

D

を含 まな

培 地

樹 直し

植 物 体

を 門/

せ る こ とに

成 功 し

 

で は

再分 化 能

い カ ル ス は

完 熟 種

J

胚 盤 組

か ら

誘 導

する の が

般 的

ま た

再 分 化 培

地 も

改 良

さ れ

不定 芽

あるい

不 定 胚

誘 導

には

較 的 高

浸 透

有 効

る こと が

ら れてい るF

そ して

こ の

再 分 化 能

い カ ル ス

を用

い て

プロ ト プラ ス トの

培 養

やパ

テ ィク ルガンアグロ バ ク テ リウムを

使

っ た

9

形 質 転 換 が 安 定 し

わ れ る よ うに なっ た,、

2

プロ トプラ ス トか らの

植 物 体

再 分 化

 

フ ロ トプラ ス ト

の成

までは

細 胞

1

入 は

双 子 葉 植 物

ら れてい た。 イ

ブロ ト プラ ス トか ら

植 物

生 は

Fujimura

 et at

ll985

1

が 初 めて 成

し た

分 化01

能 な 懸 濁 培

養 細 胞 系の 確 立 がプロ ト プラス トか らの

植 物 体 再

生 に 必

で あ るこ と を

した

そ の

Torivama

 et al

986

9

Yamada

 et al

986

10 ) も

数 品 種

の ロ

で プロ トプ ラス トか らの

植 物 体

に成

し たtt 

Kye7

uka  et al

 

q987

111 は ナ

ー・

指 養 な

ど を

いて プロ トプ ラス ト

効 率 を高

安 定

し た

技 伽

と した

3

: プロ トプ ラス ト を 用い た イ

形 質 転 換

 

Uchjmivaet

 at

q98611

 t21 は

イ ネ

濁 封

}養 細 胞

か ら

1

した プロ ト

ラ ス ト1に

PEG

polyethy

】enc  

glycol

)によっ て

ラ ス ミ ドを

入 した

れ ら をカ ナマ イシン

地で

選抜

形 質 転 換 イネ

カ ル スを

た。

導 入 遺 伝 子

は サ ザ ン

分 析

確 認 し

た。

To1

iyama

 et at

1988

) 51

カナマ イシ ン

抵 抗 性

遺 伝 子

み 込 ん だ

細 胞

か ら

転 換

生 さ せ る こ と に 成

し た。

ShiJnamotc

}et ai

1989

Ll

1

レク トロ ボ レ

ショ ン

に よっ て イ

プ ロ ト プラ ス トに ハ イ グロ マ シ ン

抵 抗 性 遺 伝 子

GUS

 II

β

glucuronidasel

遺 伝 子

導 入

両 遇 伝 子

形 質 転 換

イ ネ を

てい る

イ ネで は

プロ トプラ ス トに

接 遺

伝 子

入 す るこ

に よっ て

形 質 転 換 体 を

得 るこ とが

定 した

術 となっ た

4

ア グロ バ ク テ リウム を用 いた イ ネの形

転 換

 

イ ネではプロ トプ ラス ト に

遺 伝

子 を

る こ とに よ る 形

換 法

確 立

さ れ た が

プロ トプラ ス

1

品 種

が あ り

品種 間差 異

きい こと

再 分 化 植 物

に 不

く正

植 物 体

ら れ に くい こ と

プロ ト

ラス ト

熟 練 を

要 す る

術であ るこ と

の 欠

っ た

そ れ

を あ

程 度 解 決

し たのが

テ ィクル ガ ン法 で あ る

我々 も 完 熟 種 子 を 使っ て バ

テ ィ クル ガ ンによっ て 効

的 に

単 に 形

転 換 イ ネ を 得 ている1

 

r

植物

は ア グ冂 バ ク テ リウ ムに

染 し

っ て アグロ バ クテ リ ウ ム

を 介

した

遺 伝 ∫

入は困 薄である

ら れ て

た が

で ア グロ バ ク テ リ ウ

を使

っ て

遺 伝 子 導

人は

み ら れ て

し か し

安 定 し

形 質

転 換 体

得 られ

てい

かっ

JT

の グ ル

プ は

super

−binary”

vec

τ

or

つ ア グロ バ ク テ リウ ムを

使

っ て

非 常

効 率

形 質 転 換

し た

 

JT

の グ ル

プ がア グロ バ ク テ リ ウム

成 功

して

現 在

で は イ ネの

形 質 転 換

はア グロ バ ク テ リ ウム

が 主 流 と なっ て き た。

直 接 導

では

遺 伝 子

断 片

あ る いは

した

1−「

t

植 物

ゲノ ムへ

入 形 態 が

複 雑

る がbl

ア グロ バ クテ リ ウム を

しての

遺 伝 ゴ導

入 は

目 的

遺 伝 ∫

断 片

の み を

ない

易 く

明 確

形 質

転 換

効 率

ま た

特 別

双 子 葉 植 物

蓄 積

し て き たアグロ バ ク テ リ ウム を

す る

技 術

使 え

る とい

5

シ リコ ン カ

バ イ ト ウィス カ

SCW

によ る

形 質

  転 換

 

SCW

微 細

な 針

の で

プ ラス ミ ドと

細 胞

にミッ ク ス

る ことに よっ て

細 胞

をつ

け 遺 伝 ∫

細 胞 内

る と

え ら れる

これ を

いて トウ モロ コ シ で

形 質 転 換 体 が 得 ら

れてい る

々 は

テ イ クル ガ ン

も使

っ てい る 元

熟 胚

胚 盤 組 織

い て イ

形 質 中

尉 奐

成 功

し たlb’ 。

遺 伝 子 導 入

機 崙

不 要

複 雑 な 組 織 培 養 技 術

操 作 も必 要

簡 単

形 面

転 換 法

あ り

今 後 発 展 途

な どで

有 効

方法

と な る か

も知

れ ない

6

どの よ う な 遺

伝 了

入 し た 形

転 換 イ ネ が 作 ら れ  てい る か

 

現 在

の ところ

どの よ

な 目 的で どの よ

イ ネ に

人 し てい る か

、.

に 日

本 育 種 学 会

文 献

か ら リス トアッ

し た

1

示 す

環 境

ス トレ ス

病 害 虫 抵 抗 性

連 遺 伝 子

品 質 改 変 関 連

遺 伝

光 合 成

連 遺 伝 ∫

が 導

さ れ

新 し

イ ネ

してい る。

で に

へ の

性 確 認

終 了

さ れてい る が 〔

2

大 部

分 は

ま だ 研 究 中 で

あ り

実 用 化には さ らに

数 年 を要 す

段 階

  イ ネ

実 用 的 な形 質

関 連 す

遺 仏 子

入 さ れ たの は

199

 

0

初 頭

イ ネ

縞 葉 怙 病

ウイル ス の

皮 タン パ ク 遺

伝 子

入 し た 形

育 成

さ れ た17’

れ ら の 遺 伝 子 絹

部は罪

対 す

認 さ れ

、一

般 圃 場

栽 培

され てい る

G

2

また

Bacil

tus

 thttringgiensis の エ ン ド トキシン合 成 遺 伝 子 を

入 し

(3)

田 :

H

にお ける

穀類 形 質転 換

する

近の

研 究

3

耐 虫 性

作 物

育 成

され ているが

も導

人 さ れ たISI’ 。

作 物

と 同

除 草 剤

れ ない イ

ネ も育 成

さ れてい る が

除草 剤

では な

く複 数

除 草 剤

解 毒

す る

作 用

期 待

で き る

遺 伝 了

み ら れて いる19

 

食 味

上のた め イ

W

醐 ,

遺 伝 子

をア ンチセ ン ス に

入 し て

りの

い コメ を

目指

し た

形 質 転 換

イ ネ や鋤

ネ貯

タン パ ク

グ リ テ リン

遺 伝 子

をア ンチ センス に

人 し て タン パ ク

量 を

醸 造

原 料 米

を 目

し た

形 質転 換 体

育 成

さ れ ている2

% 主

要 なコ メアレ ル ゲン で

16kD

ア ル ブ ミン に

するアン チセ ン ス遺

伝 子

入 し

ア レ ル ゲ ンイ

般 圃 場

試 験

わ れて い る

2

22

23’ 。

最 近

で は

遣 伝 子

学 的

に グ リシン ベ タ イン を

増 加 さ

せる こ とによっ て

耐 塩 性 を増

し た イ ネの

育 成

成 功

して いる。 これ は

高 塩 分

耐 性

る ば か

でな

乾 燥 や 低 温 あ

るい は

高 温

応 能 力

増 加

してお

々 の

環 境

ス トレ ス に

耐 性 能 力

1

 

育成

さ れ てい る

形 質転 換

遺 伝

子とその

性 特 性 導入遺 で云

形 質 転 換 体の特 性 研 究 グル

プ   文献 耐 塩性 温度耐性 除草 剤 耐性 ウ イルス リ抵}亢

1

生 抗 菌性 1 :1肘病 性) 耐 虫性 光合成能力の

lh

亅上 品 質の改 変    

betA

E

coli 由 来 グ リ シンベ タ イン合成酵 素) コ リンオ キシダ

ゼ 遺伝 了

1 :土 壌 細 菌 由 来 グ リ シン ベ タ イン合 成 酵 素 )    

t

14D

ω

3Fat

y

 acid 

desaLurase

 

gene

18

2

 

か ら

18

3

変換 す酵 素

FAD

 

3

 

FAD

 

7

〕    

ATJ

Glycerol

3

phosphate

 acyltransferase    不 飽 和 脂 肪酸 含量 を増加 する)      コ ムギ 由 来カタ ラ

ゼ遺 伝了

    

P450

 monooXygcnase 遺 伝 子 〔チ トクロ

P45

〔}     哺 乳 動 物で酸 化 的 解 毒 作 用   薬 物 代 謝

分 解 ) 縞

菓枯ウイル ス外 皮タ ン パ ク質 遺 伝子      

Radjsin

合成酵 素遺 伝 子 (カ イワ レダ イコ ン種 子から単 離し た糸 状 菌

細 菌 に 対 して 強い牛 育 阻 害 活 性 を 示 す タン パ 質 }    

Thionin

合 成 酵 素 遣 伝 子 〔エ ンバク 由 来 抗菌性 タ ンパ ク質 )    

BT

Baeillus

 thuringtensis エ ン ド トキ シン遺伝 子

CB

JAII

   

VEFI

Viral

 

Enhanclng

 

Fa

じtor〕

ト ウモロ コ シ由来

PEPC21

Ur

θchtoa 

panicoides

か ら 単 離 し た

PEPC21

イ ネ由来

RubiscoSSU

ア ン チ セ ン ス31

Waxy

アンチ センス イ ネ グ リテ リンンチセ ン ス  ダ イ ズ グ リシニ ン 〔イ ネ種 子タン パク質 を改 変)  ダイス t

リチ リン (鉄 貯 蔵タ ンパ

 

イ ネ鉄 含 量 増 加  

hLTF

〔ヒトラク トフェ リン  乳 汁に存 在 する 鉄 結 含性の糖タン パ ク質 抗 菌 作用

免疫 賦 活 作 用} 野 生型の

2

倍 以 上の ベタイン生 産     野牛 型 よ り

Irl

オ塩性あ り 耐

塩性

耐 乾 燥 性

耐 冷性等 向上

18

 

3

含 量 を 増 加 し た イ ネ

ph

°sphaty

1

嬲 瀦鰓 蟹

1

齢 凵 低温耐 性イ ネ 数 種の除草 剤に耐 性         縞 葉 枯 病 抵 抗 性 い もち病 菌にたいる耐病 性 †寅定 中 イ ネ

Mlil

:枯細菌 病に抵 抗 性 コブ ノメイ ガに抵 抗性        

VEF

を 生産 するイ ネ    ア ワヨ トウなど の体 重 増 加 を 抑 制     蛹 化 遅延 お よ び 羽化 虫 数の低下      

PEPC

活 性の増 大

 

葉 緑 体 内に

PEPC

が 局在

活 性 を もつ       ル ビ スコ量 を 減 少 し た イ ネ      ア ミロ

含 量 減 少 した イ ネ

  

イネ種子 中の貯 蔵タンパク質 減 少

   

〔低タ ンパ ク質 米

醸 造用

1

種子の全 タンパ クの

6

% が ダ イズグシニ フ ェ リ チ リン タンパ ク質生成 米 ラ ク トフ ェ リンを 高 発 現 す るコ          (健 康 食 品) 名 古屋大 学 他    

24

基礎牛物 学 研 究 所  

25

百 川農短 大資 源 研  

15

      他 束:

1

ヒ」

d

26

北海道グ リ

ンハイオ 

27

農 水 省 他

19

植 物」

:学 峅 究所  

17

富凵」県農技センタ

 

28

農 水 省他

29

植 物工学研究 所 他  

18

滋 賀 農 言式他     農水 省 他      

JT

    東北 大他

   

三井

圧 加工米 育 種 研 究 所 愛 媛 農試など

30

2

301

33322

34

電 力中央研究 所など 

35

明治 製 菓

AFT

 

36

1

イラ クサ キン ウ ワバ 顆 粒 病ウ イル ス〔

Trichoplusia

 ni  

glanu

且osis   virus ;

TnGV

)が 牛産 してい る昆 虫の核 多 核体病ウ イルス の感 染を±

 

進させ

因 子

Viral

 

Enhancing

 

Factor

VEF

こ の ウイル ス は

鱗 趨目類の幼 虫 の 中 腸 に 作 用 し 生育を阻 害 する

 

VEF

を生 産して

  

い る 形質 転換イ ネ はシロ イチ モ ジ ヨ ト ウ

アワヨ ト ウ (イ ネの害 虫 )

ハ ス モン ヨ トウ の体 重増 加 を抑 制し

また 蛹 化 遅 延 お よ び 羽   化虫数の低 下 を 生 じ た

2

PEP

ρ

Cphospheenorlpyrubic

 aeid  carboxykinase 〕

PEP

か ら oxyaroacetic  acid へ の反 応 を触 媒

 

C4

光 合 成経 路の重 要 な 酵素で あ る。

3

RubiscoSSU

 antlsense に よっ て

ル ビス コ量 を減 少さ せて窒 素の節 約を 目指す

CO2

条 件

1

で は 光 合 成 能力が向

1

する と期 待さ     れ るu

(4)

4

Bulle

しm o「

RIAR

 

lshikaw

Agriuu

且tu屆

1a

Conege

 

No

6

1999

2

 

組 換 え イ ネの

栽 培

状 況 :

農水

省 先

業技 術

ti

丿レビ

課  

1998

7

月現 在

LL

換 え イλ        艮亅

M

1鴇種 名「     〔隔1雛「亘

1

⊥昜申「

1

肯者丿 特 徴 〔 1入 遣

f

云 ナ, ウイ 1

病具財亢

L凵

〔/fi

i 1イ1レス皮タンパ ク」旦

f

iF

つ ウ イル ス弛蝕亢

1

生 「イ兎  1ウ イル ス外「タン ズクr遺伝†つ 低ア レ ルゲン米 Lイ ネ ァン

/レう

ン退冒Zlゴニのアンチセンス

1

則 酉造 用

1

氏 タンパク 買 米 〔イネクリテ リ ン遺伝丁

の ア ン∵ セ ン ス↑

1

[1∬ ウ イ ル ス病 抵抗

1

生 〔イ 彳

縞葉桔ウイル ス処皮タンパ ク質 L 伝子

1      

t

tiG

お よび飼半

1

貞温丕実験 非冂鎖;廿室

1

鞘 隹陣湯 試験   舷由

1

場「       として1/t

γ女雪

1

乎 日本II

16

2

農業

h

)[究セ ン タ

      農 業Li

初資源

tVi

Ju

1

キヌヒ カリ 碧

業,薫才」支術傭

究 「沂          「

 

tt

植 物学研 究

1

斤 キヌ ヒカ リ 三爿

f

匕学

斗竜

I

      I

果壌 境 技

1

1

ウ凸1ヒリ1:

カ リ   1 「「匚米

tf

J

卜尸 所          !

L1

奉た ば こ産業誅

〕 凵 本ト

1

肖:

20

2

裂 業イリF究セ ン タ

      農 業牛物 資 源研穿所       (農 業屎 別疋術

1

司究再ノ 凵

4

哨:

213

果焼究セン タ

      農 業生物 沓源研 究「斤       :農業 業境技 flr研 究所丿 系 統 番 号

4

 

明倉手牛物二し学 峅究       セン タ

ウイルス病 抵抗

胖 Itイネ縞葉怯ウ イル ス〜

皮シ ンパ

i

1

子 な 伝   遺

ち 抵     ス ρ 4

剤 ラ

L

〒 雪 ラ

室 ヒ

199D

99D

1992

1991

199

〔〕

1990

199

1

9q

1992

1993

19913

1992

1992

199

199

 

3

1993

1994

199

1

1996

996

1998

1994

199

1

1995

未汀仁

1、

二 未 寉認

1

踊… 未 確 認  

Ag

1/“

1997

氷 確認

1997

    

1

fl

径壽想 未碓認   未 確認 力

してい る とい

こ と である

4

2[

1

脂 肪 酸 組 成

な ど を 改

して 温 度

適 応

を向

1

t.

さ せ る1

な さ れ て い る1

 

L

7/ t

さ ら に

病 害 虫

に たい

植 物

防 御 反 応

や そ れ ら に 関

与 す

様 な 遺

伝 子

イ ネ

さ れ

転 換

特 性

評 価

さ れ てい るL’

 

 

 

Lt

 

1)

3

収 量 増 加

るべ

暖 化

対 処

して

光 合 成 能 力 を 改 変 す

る こ と も 行 わ れ てい る3

−.

32

3:  

一・

で は

ダ イズタ ンパ ク

を 生 産 す る イ

1

含 量

:tt

免疫 力

め る

す る イ

5:の よ

たな

機 能

した イ

育 成

み ら れ てい る

 

ヒの よ

環 境

ス トレ ス

r

肘性

がrJ

く病

い イ

劣 悪 な環 境

も高

収 量 をあ げ

る こと がで

さ り に

栄 養 価 値 を高

め ら れ れ ば

将 来

食 桓 危 機

回 避

る 口

能 性 が 大 き く

な る と

え ら れ る

今 後

次々 と

有 用 な遺 伝 子

離 解 析

さ れ

イ ネ に

入 し て 評 価 さ れ るだろ

遺 伝 子 紐

技 術

に大

が か け ら れ る

以で ある

2 .

コ ム

Tritucum

 

aestivum

1

コ ム ギ か らの カル ス

誘 導

植 物

の再 生

 

コ ム ギ か らの カルス

Trion

 et al

1968

3

1よて, て

め て

報 告

さ れ た

我々は

2

4

−D

を 用

い て

種 子 根

か ら 旺 盛 に 生

育 す

るカ ル ス

を 誘 導

の カ ル スか ら 門二

化 植 物 体 をも

が 。

か し

植 物 体

再 分 化

頃度

かっ た

々 の

植 物

ホル モ ンや

培 養

件 を検

した が

再分 化

効 果

的 な

の は

つ け ら れ

かっ た

しか し

々 の 組

か らカ ルス

を 誘 導 し

結 果

受 粉 後

2

週 間 ぐ らい の

未 熟

胚か ら カルス

誘 導

する と

再 分 化 能 力

い カル ス が

ら れる こと が 明 ら か と なっ た3s

/1

そ れ以

コ ム ギの

養 は 未 熟 胚 を 用い る こ とが

般 的 になっ た

L’

に述べ る よ

プロ トプラ ス ト

培 養

も 未 熟 胚か ら

誘 導

し た カ ル スか ら

「コ

さ れ

ま た

換 体 も未 熟 胚

にバ

テ ィ ク ル ガ ン に よっ て

遺 仏 子

入 し て

作 出

され てい る

2

)コ ム

プロ トプラ ス トか らの

植 物 体

  世 界 中

主 な研 究

グル

プ が プロ ト ブラ ス ト

培 養

い だ が

植 物 体

生 は

非 常

1に

しかっ

植 物

学 研 究 所

の グ ル

プ が

プロ ト プラ ス トか らア ル ビ ノ

物 体

生に成

し た が

現 性

の 乏 しい もの で あっ

t

:” 

々 も

旺 盛に 屯

す る

培 養

細 胞

て プロ ト プラス ト

培 養

し た が

再 分 化に まで は 至 ら な かっ た

そ の

培 養細 胞 系

1:

HY

11i

くの

に 分

さ れ

々 の

実 験

使

わ れ てい る。 その

米 国

や 中

の い く つかの グル

プ がコ ムギ プロ

ス トか ら

植 物 体 を 再

生 す ること に

成功

し た が

未 だ

稔 性

再 分 化植 物

体 を

るの は

しい

状 況

1

 

3

ティクル ガン に よる コ ムギ

形 質 転換

 

コ ムギは上 述 した よ

にプロ トプラ ス ト

培 養

た ア グロ バ ク テ リ ウ ム に

感 染

し に

っ て

コ ム ギ

形 貫 転 換

細 胞 壁

っ た ま まの

細 胞

に遉

伝 子

入する ことが で きるバ

テ ィ クル ガン

に期

が も た れ た

臥 界

のい

研 究

グル

プが

未 熟 胚

胚 盤 組 織

にバ

テ ィ クル ガ ンで

遺 伝

f

入 し

つ い に

1992

形 質 転 換

コ ム ギ が

出 さ れ だ3

  我

々 もパ

ィクル ガ ンを 用い てコム ギ

花 粉 山 来 胚 状 体

遺 仁

を導

入 し

遺 伝

子の

発 現 を観 察

し た斗 ]

有 効

働 く

プ冂 モ タ

評 価

イ ネア クチ ン

遺 伝 子

の プロ モ

もコ ム ギで

くこと を 明 ら か に し痂

未熟

入 す るこ とに よっ て

形 質 転 手

コムギ

を得

る こ とに

成 功

し た

 

現 在

々は

脂 肪

酸 不 飽 和 化 酵 素 遺 伝

j

や ジベ レ リ ン

合 成 系

遺 伝

入 し たコ ム ギ を

成 中 である、

(5)

田 :日

にお

穀 類形 質転 換

関す

最近

研 究

5

3

オ オ

ギ (

Hordeum

 

vulgare

1 )

オ オムギの プロ トプ ラス ト

培 養

遺 伝 了導 入

 

オ オムギの

ル の グ ル

集 中 的

研 究

成 果 をあ げ

てい る47

]8) 。 そ

トプ

ラス トに

遺 伝

入 し て

転 換

オ オ ムギ をい

ち 早 く育 成 し

ている

tg)

最 近

で は

熱耐性

β

ア ミ ラ

遺 伝 子

オ オ

導 入

種 子 中

現 さ せ

熱 処

60

に よ っ て

も失 活

し ない

β

ア ミラ

ゼ を 産 生 す る

形 質 転 換 体

てい る副

2

 

テ ィクル ガン によ る オ オムギ

形 質 転 換

  農 水 省 農 業

物 資 源 研 究 所

の グル

コ ムギ

同 じよ

未 熟 胚

ヘ パ

テ ィクルガン に よっ て

遺 伝 子 を導

入 し

オ オムギの

形 質 転換 体

た5⊥

1  t

して

オ オ

ム ギマ イル ドモザ イ ク ウ イ ルス や オ オムギ

縞 萎 縮 病

ウ イル ス のコ

タ ン パ ク

子 を

入 し て

抵 抗 性 系 統

育 成 し

てい る52

53〕

4 .

トウ

モロ コ

Zea

 mays

 

では

トウ モロ コ シ に関

研 究

ない し か し

JT

の グル

プ は

ア グ ロ バ ク テ リウ ム

によっ て イ ネ で

形 質 転 換

成 功 し

技 術 を ト

ウモ ロ コ シに

用 し て

アグロバ クテ リ ウムに よ る

形 質 転 換 ト

ウ モ ロ コ

成 功

し たfA) 。 現

輸 入 さ

れて い る

遺 伝 子

換 え

トウモ ロ コ シ は プロ ト プラ ス ト を

いてい る のと

ル ガ ン

に よ る

ので あ る が

今 後

はアグロ バ ク テ リウ ム

を使

た も

のが 増

る だろ

5 .

  1998

7

月現 在

の 日

にお ける

開 発 状 況

2

す55) 。

る よ

安 全 性

の試 験 が な さ れてい る

穀 類

は イ

の み で

あ り

ま た

し ての

性の

試 験

は ま だ

わ れてい

 

用 的 な 品

総 合 的

特 性

れて い

な け

な ら

遺 伝 子 組

れ た

形 質 を持

品 種

を損 な

た に さ ら に

れ た

形 質

をつ

け加 え

る こ と がで

る とい

う点

で理

的 な

育 種

し か し

り理 想 的 な 品種 を 開 発 す

る に は

伝 子

導 入

するだ

で は不

卜分

例 え ば

葉 枯 病

ウ イル ス

して

抵 抗 性

るだ けで はな く

の 大 きい

くの

病 虫 害

にたい

抵 抗 性 も

さ れ な け れ ば

用 価 値は小 さい であろう。 そこ で

実 用 的

価 値 を

め る に は

くの

遺 伝 子

あ るい は

多 面 的 な発 現 をす

遺 伝

入 が

必 要

と なっ て くる

ま た

入 し た

遺 伝 子

発 現

了孫

へ の

伝 達

安 定 性

ど う

な ど

ら か に さ れ な け ればな ら ない

多 く

基 礎 的 な問 題

さ れ てい る

 

では

農 業

用 な

遺 伝 子

単 離

必 須

で は イ

ゲノ ム

ロ ジェ ク トが

近い

将 来

に は

用 な

さ れ

利 用

る よ

と期 待

さ れ る

そ れ らの

イ ネのみ な ら

コ ム

多 く

穀 類

遺 伝

の共 通

点 を 持

っ て いるに

いた め

穀 類

遺 伝 子 組 換

に よ る

機 能

付 与

も利 用

るだろ

6

引 用 文

1

Yamada

 

Y

 

K

 

Tanaka

 

and

 

E

 

Takahashi

 

1967.

 

Cal−

   lus

 

induction

 

in

 

nce

0

にα sativa  

L.

 

Proc.

 

Jpn.

 

Acad

   

43

156

160

2

)Nishi

 

T

 

Y

 

Yamada

 and  

E

 

Takahashl

 

l968.

 

Organ

  

differentiation

 

and  

plant

 restoratien

 

in

 

rice

 

Nature

   

219

508−509,

3

Niizeki

 

H .

 and 

K

 

Oono

 

1968

 

Induction

 

of

 

haploid

  

rice 

plant

 

f

沁m  anther  culture

 

Proc

 

Jpn

 

A

¢

ad

44

   

554

557

4

Fujimura,

 

T

 

M

 

Sakurai

 

H

 

Akagi

 

K

 

Negishi

 and

   A

Hirose

 

l985.

  Regeneration

 of rice 

pl

ts

 

from

  

protoplasts

 

Plant

 

Tissue

 

Culture

 

Lett

2

74

75

5

Toriyama

 

K

 

Y

 

Arimoto,

 

H .

 

Uchimiya

 and  

K

 

Hi

  

nata  

l988

 

Transgenic

 rice 

plants

 after 

direct

 

gene

  

transfer

 

into

 

protoplasts

 

Bio

technology

 

6

1072

   

1074

6

Hiei

 

Y

 

S.

 

Ohta,

 

T .

 

Komari

 

and

 

T ,

 

Kumashiro

 

l

 

994

   Efficient

 

transfbrmation

 

of

 

rice

Oryz

α ∫α加 α

L

  

medlated  

by

 

Agr

θ

hacterium

 

and

 

sequence

 analysis  of    

the

 

boundaries

 of 

the

 

T

DNA

 

Plant

 

J.6

271−

282

7

F

しlruhashi

 

K

 and 

M

 

Yatazawa

 

l

 

964.

 

Indefine

 

cul

  

ture

 c)

f

 

ri

 ce stem  node  ca 】

lus

 

Kagaku

 

34

623.

8

Tsukahara

 

M

 and  

T

 

Hirosawa

 

1992

 

Characteriza

  tion

 

of

 

factors

 

affecting

 

plantlet

 regeneration  

from

  

rice

Or

la

 sativa  

L

callus

 

Bo

Mag

 

Tokyo

 

106

:    

227−233,

9

Toriyama

 

K .

 

K .

 

Hinata

 and  

T

 

Sasakj

 

l986

 

Haplo

d

  

and  

diploid

 

plant

 

regeneration

 

from

 

protopiasts

 of an

  

ther

 callus  

inrice

 

Theor.

 

AppL

 

Gene

73

16

19

10

Y

  ada

 

Y

Z

 

Q

 

Yang

 

and

 

T

 

D

 

Tai

 

1986

 

Plant

 re

  9eneration froln 

protoplast

−derived

 

callus

 

of

 

rice

  

Oryz

α sativa  

L

 

Plant

 

CeH

 

Rep.

7

85−

88

11

Kyozuka

 

J

 

Y

 

Hayashi

 and 

K

 

Shimamoto

 

1987

  High

 

frequency

 

plant

 regeneration  

from

 rice  

proto

  

plasts

 

by

 ll〔}vel nurse  culture  methods

 

Mol .

 

Gen .

   

Genet

 

206

408−413.

12

Uchimiya,

 

H .

 

T

 

Fushimi

 

H

 

Hashimc

to

 

H

 

Harada,

  K

.Shono,

 

Y ,

 

Sugawara

 

l

 

986.

 

Expression

 of a 

fbr

  

eign  

gene

 

ill

 callus  

derived

 

from

 

DNA −

treated

 

proto

  p

]asts of rice

Ot

za

 satiL

a 

L

 

Mol

 

Gen .

 

Gnet

   

204

207,

13

Shimanloto

 

K

R .

 

Terada

 

T

 

Izawa

 and  

H

 

Fujimoto

  1989.

Fertile

 

transgenic

 rice 

p

allts

 

regenerated

 

from

参照

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