JP7023979B2 - タンパク質nog1の植物収量と一穂粒数の調節への応用 - Google Patents
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Description
a1)アミノ酸配列が配列表における配列番号2に示されるタンパク質、
a2)配列表における配列番号2に示されるタンパク質のN端及び/又はC端にタグを接続した融合タンパク質、
a3)配列表における配列番号2に示されるアミノ酸配列に対して1つ又は複数のアミノ酸残基が置換及び/又は欠失及び/又は付加した、植物収量及び/又は一穂粒数に関するタンパク質、
a4)a1)で定義されるアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するタンパク質。
b1)コード領域が配列表における配列番号1に示されるDNA分子、
b2)ヌクレオチド配列が配列表における配列番号1に示されるDNA分子、
b3)b1)又はb2)で定義されるヌクレオチド配列と75%以上の同一性を有し、前記タンパク質nog1をコードするDNA分子、
b4)厳密な条件でb1)又はb2)で定義されるヌクレオチド配列とハイブリダイズし、前記タンパク質nog1をコードするDNA分子。
b1)コード領域が配列表における配列番号1に示されるDNA分子、
b2)ヌクレオチド配列が配列表における配列番号1に示されるDNA分子、
b3)b1)又はb2)で定義されるヌクレオチド配列と75%以上の同一性を有し、前記タンパク質nog1をコードするDNA分子、
b4)厳密な条件でb1)又はb2)で定義されるヌクレオチド配列とハイブリダイズし、前記タンパク質nog1をコードするDNA分子。
中国江西東郷野生イネを供与親、Guichao 2を反復親とし、それらをハイブリダイゼーション、戻し交配させることにより、265系を含む浸透系群(そのうちの1つの系がSIL176である)を構築した。該群では野生イネのゲノムのカバー率が79.4%となり、そのうち15系(そのうちの1つの系がSIL176である)は、一株収量がGuichao 2よりも35%以上減少した。Guichao 2とSIL176の主茎の穂の形態、主茎の一穂粒数及び一株収量を比較し統計した。実験を1回30株、三回繰り返した。
一、組換えプラスミドpRNAi-nog1の構築
組換えプラスミドpRNAi-nog1の構築工程は以下のとおりである。
配列表における配列番号1に示されるnog1遺伝子の配列から、プライマー860-rnai-320F、860-rnai-681R、860-rnai-681F及び860-rnai-314Rを設計して合成した。プライマー配列は、具体的に、以下のとおりである。
860-rnai-320F:5’-GGACTAGTGGGAGAAAGATGAGGA-3’(下線は、制限エンドヌクレアーゼSpeIの認識部位である)、
860-rnai-681R:5’-TCCGAGCTCGGTCAAAGCCAGGTAC-3’(下線は、制限エンドヌクレアーゼSacIの認識部位である)、
860-rnai-681F:5’-CGGGATCCGGTCAAAGCCAGGTAC-3’(下線は、制限エンドヌクレアーゼBamHIの認識部位である)、
860-rnai-314R:5’-GGGGTACCAGAGCTGGGAGAAAGA-3’(下線は、制限エンドヌクレアーゼKpnIの認識部位である)。
組換えプラスミドpRNAi-nog1をアグロバクテリウムツメファシエンスEHA105に導入し、組換えアグロバクテリウムEHA105/pRNAi-nog1を得た。
Hieiらの方法(Hiei Y, Ohta S, Komari T & Kumashiro T. Efficient transformation of rice (Oryza sativa L.) mediated by Agrobacterium and sequence analysis of the boundaries of the T-DNA. Plant J. 1994, 6:271-282)を用いて、組換えアグロバクテリウムEHA105/pRNAi-nog1によりGuichao 2を変換し、T0世代RNAi干渉株を得た。
3つのT0世代RNAi干渉株(それぞれRNAi-1-T0~RNAi-3-T0と名付けされた)をランダムに選択してリアルタイム定量PCR検出を行った。具体的な工程は以下のとおりである。
RNAi-1-T0~RNAi-3-T0を2世代連続して自家交配させ、T2世代ホモ接合RNAi干渉株系を得、それぞれRNAi-1~RNAi-3と名付けした。
被験イネ(Guichao 2、RNAi-1、RNAi-2又はRNAi-3)の種をそれぞれ栄養土壌とバーミキュライトが入った鉢に栽培し(栄養土壌とバーミキュライトの体積比1:1)、25℃で光照射して交互に育成し、成長過程において被験イネの主茎の穂の形態、主茎の一穂粒数、平均一穂粒数及び一株収量を比較し統計した。実験を1回30株、三回繰り返した。
一、組換えプラスミドpCAMBIA1300-NOG1の構築
組換えプラスミドpCAMBIA1300-NOG1の構築工程は以下のとおりである。
組換えプラスミドpCAMBIA1300-NOG1をアグロバクテリウムツメファシエンスEHA105に導入し、組換えアグロバクテリウムEHA105/pCAMBIA1300-NOG1を得た。
Hieiらの方法(Hiei Y, Ohta S, Komari T & Kumashiro T. Efficient transformation of rice (Oryza sativa L.) mediated by Agrobacterium and sequence analysis of the boundaries of the T-DNA. Plant J. 1994, 6:271-282)を用いて、組換えアグロバクテリウムEHA105/pCAMBIA1300-NOG1によりSIL176を変換し、T0世代相補株を得た。
3つのT0世代相補株(それぞれCTP-1-T0~CTP-3-T0と名付けされた)をランダムに選択してリアルタイム定量PCR検出を行った。具体的な工程は以下のとおりである。
CTP-1-T0~CTP-3-T0を2世代連続して自家交配させ、T2世代ホモ接合相補株系を得、それぞれCTP-1~CTP-3と名付けした。
被験イネ(SIL176、CTP-1、CTP-2又はCTP-3)の種をそれぞれ栄養土壌とバーミキュライトが入った鉢に栽培し(栄養土壌とバーミキュライトの体積比1:1)、25℃で光照射して交互に育成し、成長過程において被験イネの主茎の穂の形態、主茎の一穂粒数、平均一穂粒数及び一株収量を比較し統計した。実験を1回30株、三回繰り返した。
Claims (16)
- a1)、a2)、a3)又はa4)であるタンパク質nog1の植物収量及び/又は一穂粒数の調節への使用であって、前記植物がイネである使用。
a1)アミノ酸配列が配列表における配列番号2に示されるタンパク質、
a2)配列表における配列番号2に示されるタンパク質のN端及び/又はC端にタグを接続した融合タンパク質、
a3)配列表における配列番号2に示されるアミノ酸配列に対して1つ又は複数のアミノ酸残基が置換及び/又は欠失及び/又は付加した、植物収量及び/又は一穂粒数に関するタンパク質、
a4)a1)で定義されるアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するタンパク質。 - 請求項1に記載のタンパク質nog1をコードする核酸分子の植物収量及び/又は一穂粒数の調節への使用であって、前記植物がイネである使用。
- 前記核酸分子が以下のb1)、b2)、又はb3)で表されるDNA分子であり、前記植物がイネであることを特徴とする請求項2に記載の使用。
b1)コード領域が配列表における配列番号1に示されるDNA分子、
b2)ヌクレオチド配列が配列表における配列番号1に示されるDNA分子、
b3)b1)又はb2)で定義されるヌクレオチド配列と90%以上の同一性を有し、請求項1に記載のタンパク質nog1をコードするDNA分子。 - 前記植物収量の調節が植物の一株収量の調節であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の使用。
- 前記植物の一穂粒数の調節が植物の主茎の一穂粒数及び/又は平均一穂粒数の調節であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の使用。
- 前記植物が、インディカ米であることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の使用。
- 遺伝子組換え植物甲の育成方法、又は遺伝子組換え植物乙の育成方法を含む植物収量及び/又は一穂粒数を調節するための方法であって、
前記遺伝子組換え植物甲の育成方法は、タンパク質nog1をコードする核酸分子を受容体植物甲に導入し、遺伝子組換え植物甲を得る工程であって、前記受容体植物甲に比べて、前記遺伝子組換え植物甲は、収量及び/又は一穂粒数が増加する工程を含み、
前記遺伝子組換え植物乙の育成方法は、受容体植物乙にタンパク質nog1の発現を抑制する物質を導入し、遺伝子組換え植物乙を得る工程であって、前記受容体植物乙に比べて、前記遺伝子組換え植物乙は、収量及び/又は一穂粒数が減少する工程を含み、
前記植物がイネであり、
前記タンパク質nog1が下記のa1)、a2)、a3)又はa4)である方法。
a1)アミノ酸配列が配列表における配列番号2に示されるタンパク質、
a2)配列表における配列番号2に示されるタンパク質のN端及び/又はC端にタグを接続した融合タンパク質、
a3)配列表における配列番号2に示されるアミノ酸配列に対して1つ又は複数のアミノ酸残基が置換及び/又は欠失及び/又は付加した、植物収量及び/又は一穂粒数に関するタンパク質、
a4)a1)で定義されるアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するタンパク質。 - 前記遺伝子組換え植物甲の育成方法において、前記「タンパク質nog1をコードする核酸分子を受容体植物甲に導入する」ことは、受容体植物甲に組換えベクター甲を導入することにより実現され、前記組換えベクター甲は、発現ベクターに前記タンパク質nog1をコードする核酸分子を挿入して得られた組換えプラスミドであることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記遺伝子組換え植物乙の育成方法において、前記「タンパク質nog1の発現を抑制する物質」は、特異的DNA分子、前記特異的DNA分子を含む発現カセット又は前記特異的DNA分子含有組換えプラスミドであり、
前記特異的DNA分子は、
配列表の配列番号1の5’末端から第155位~第522位で表されるDNA分子の逆相補的配列であるセンス断片、
配列表の配列番号1の5’末端から第161位~第522位で表されるDNA分子であるアンチセンス断片、及び
それらの間に位置するスペーサー断片を含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 植物収量及び/又は一穂粒数を調節するための方法であって、
前記方法は、受容体植物丙にタンパク質nog1の発現を高める物質を導入し、遺伝子組換え植物丙を得る工程であって、前記受容体植物丙に比べて、前記遺伝子組換え植物丙は、収量及び/又は一穂粒数が増加する工程を含む、遺伝子組換え植物丙の育成方法を含み、
前記植物がイネであり、
前記タンパク質nog1が下記のa1)、a2)、a3)又はa4)である方法。
a1)アミノ酸配列が配列表における配列番号2に示されるタンパク質、
a2)配列表における配列番号2に示されるタンパク質のN端及び/又はC端にタグを接続した融合タンパク質、
a3)配列表における配列番号2に示されるアミノ酸配列に対して1つ又は複数のアミノ酸残基が置換及び/又は欠失及び/又は付加した、植物収量及び/又は一穂粒数に関するタンパク質、
a4)a1)で定義されるアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するタンパク質。 - 植物収量及び/又は一穂粒数を調節するための方法であって、植物育種方法一、又は植物育種方法二を含み、
前記植物育種方法一は、植物におけるタンパク質nog1の含有量を高めることにより、植物収量及び/又は一穂粒数を増加させる工程を含み、
前記植物育種方法二は、植物におけるタンパク質nog1の含有量を低減することにより、植物収量及び/又は一穂粒数を減少させる工程を含み、
前記植物がイネであり、
前記タンパク質nog1が下記のa1)、a2)、a3)又はa4)である方法。
a1)アミノ酸配列が配列表における配列番号2に示されるタンパク質、
a2)配列表における配列番号2に示されるタンパク質のN端及び/又はC端にタグを接続した融合タンパク質、
a3)配列表における配列番号2に示されるアミノ酸配列に対して1つ又は複数のアミノ酸残基が置換及び/又は欠失及び/又は付加した、植物収量及び/又は一穂粒数に関するタンパク質、
a4)a1)で定義されるアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するタンパク質。 - 前記収量が一株収量であることを特徴とする請求項7~11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記一穂粒数が主茎の一穂粒数及び/又は平均一穂粒数であることを特徴とする請求項7~11のいずれか一項に記載の方法。
- 配列表の配列番号1の5’末端から第155位~第522位で表されるDNA分子の逆相補的配列であるセンス断片、
配列表の配列番号1の5’末端から第161位~第522位で表されるDNA分子であるアンチセンス断片、及び
それらの間に位置するスペーサー断片を含むDNA分子。 - 請求項14に記載のDNA分子を含む発現カセット。
- 請求項14に記載のDNA分子を含む組換えプラスミド。
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