複合病害抵抗性を示すディフェンシン遺伝子導入組換えイネ系統

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要約

アブラナ科野菜由来のディフェンシン遺伝子およびその改変遺伝子を各々導入した組換えイネは、白葉枯病菌といもち病菌に対して複合病害抵抗性を示し、いもち病菌の各種レースに対しても非特異的である。複合病害抵抗性は後代に安定的に遺伝する。

  • キーワード:ディフェンシン、複合病害抵抗性、組換えイネ、いもち病、白葉枯病
  • 担当:中央農研・北陸地域基盤研究部・上席研究官室
  • 連絡先:0255-23-8302
  • 区分:関東東海北陸農業・北陸・生物工学、関東東海北陸農業・北陸・水田畑作物
  • 分類:科学・参考

背景・ねらい

わが国の基幹作物であり、主要な食料であるイネへの複合病害抵抗性の付与は、減農薬栽培を可能にし、環境保全と消費者ニーズの観点からも重要である。イネの重要病害であるいもち病や白葉枯病に対する各々の抵抗性遺伝子はすでに数種類が単離されているが、これら複数病害に対して共通的に強い抵抗性を示す遺伝子はこれまで実証的に単離・確認されていない。そこで、複合病害抵抗性遺伝子の獲得を目的に、病原関連(PR)蛋白質遺伝子の一つで、抗菌活性を持つディフェンシン遺伝子の特性に注目し、日常的に食する複数の野菜から遺伝子単離を行い、イネに導入して白葉枯病菌といもち病菌に対するイネの抵抗性反応を調べ、複合病害抵抗性を実証的に確認するとともに、複合病害抵抗性イネ系統の作出を図る。

成果の内容・特徴

  • キャベツおよびコマツナ由来のディフェンシン遺伝子をそれぞれ導入したイネ組換え体(T0)からは、白葉枯病菌といもち病菌に対して複合病害抵抗性を示す個体が得られる(図1、図2,表1)。
  • ディフェンシンの抗菌活性領域におけるアミノ酸の1カ所を置換した改変遺伝子の導入により、複合病害抵抗性を示す組換え体の出現頻度が増加する(表1)。
  • 選抜個体の複合病害抵抗性は後代に安定的に遺伝する(表1、2)。
  • ディフェンシン遺伝子によるいもち病抵抗性反応は、いもち病菌の各種レースに対して非特異的に抵抗性を示す(表2)。
  • ディフェンシン遺伝子の翻訳開始点から3’末端まで(395bp)を導入したイネ組換え体では、翻訳領域のみ(243bp) を導入した組換え体と比較して、いもち病抵抗性個体の出現頻度が増加する。

成果の活用面・留意点

  • イネの複合病害抵抗性の付与に有効な野菜由来のディフェンシン遺伝子は、イネ以外の各種作物等の病害抵抗性系統の開発にも活用が期待できる。
  • いもち病、白葉枯病以外のイネ病害については調査中である。

具体的データ

図1 組換えイネの複合病害抵抗性図2 組換えイネの白葉枯病検定

 

表1 ディフェンシン導入組換え体からの複合病害抵抗性系統の選抜

 

表2 複合病害抵抗性を示す組換えイネ系統の、いもち菌各レースに対する病害抵抗性反応

その他

  • 研究課題名:耐病性関連defensin・RIP・レセプターカイネース遺伝子の単離とイネ組換え体作出
  • 予算区分:組換え植物
  • 研究期間:1999～2001年度
  • 研究担当者:川田元滋、福本文良、中島敏彦、黒田 秧
  • 発表論文等:1)川田ら(2001)複合病害抵抗性を示す形質転換植物、特願2001-283117.
                      2)川田ら(2001)育雑 3(別1): p258.
                      3)川田ら(2001)育雑 3(別2): p95.