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Wx遺伝子発現抑制方法および該方法に用いられる遺伝子 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P05A007439
整理番号 202
掲載日 2005年8月12日
出願番号 特願2003-146245
公開番号 特開2004-344096
登録番号 特許第3855055号
出願日 平成15年5月23日(2003.5.23)
公開日 平成16年12月9日(2004.12.9)
登録日 平成18年9月22日(2006.9.22)
発明者
  • 佐藤 文彦
  • 伊藤 紀美子
  • 丹野 史典
  • 尾崎 寛子
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 Wx遺伝子発現抑制方法および該方法に用いられる遺伝子 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】植物の胚乳においてアミロース含量を抑制および調節する方法を提供する。
【解決手段】上流から順に、胚乳で発現するプロモーター、Wx遺伝子の第1エクソンと相同な正方向配列、および、該正方向配列に相補的な逆方向配列を含む遺伝子を提供する。本発明の遺伝子は、dsRNA(2本鎖RNA)の細胞内での発現により、dsRNAと相同な配列を持つ遺伝子の発現が抑制される現象であるRNAi(RNA interference)法を利用して、植物において胚乳特異的に顆粒結合型デンプン合成遺伝子であるWx遺伝子の発現を抑制するために有用である。
【選択図】 図6

従来技術、競合技術の概要
従来、イネを始めとする植物の育種は、変異の収集(野性種)、栽培種からの無作為的な変異の誘発、あるいはそれらの交配により行われてきた。これは方向性のない雑多な変異の中から目的の形質を持つものを選び出し、純系を作り上げるという、実に多大な労力と時間を要するプロセスである。
【0003】
これに対して遺伝子操作を用いた組換え植物の作出は、目的の形質を司る遺伝子のみを対象にして人工的に改変し導入するので、極めて方向性の高い育種方法を提供することができる。
【0004】
ところで、イネ種子においてデンプン成分の一種であるアミロースは、その含有量によって炊飯米の食味や、コメデンプンの加工特性を左右する。日本人の米飯に供されるうるち米は、デンプンの15-30%程度がアミロース、70-85%程度がアミロペクチンであるが、一般にアミロース含量の低い、従って、粘りのある物が良食味の傾向にある。また、アミロースを全くもたないものは、もち米としてうるち米と区別して食している。
【0005】
胚乳のアミロース産生を司るのはデンプン合成酵素であるということがトウモロコシの遺伝生化学的解析から明らかにされ、またイネ胚乳のアミロース含量は登熟期におけるデンプン合成酵素タンパク質の生産量および活性に依存することが判明している。デンプン合成酵素(WXタンパク質)の遺伝子(Wx遺伝子)はトウモロコシ、大麦、イネ、ジャガイモなどで単離され、各配列が決定されている。
【0006】
このアミロース合成の鍵酵素であるWx遺伝子の発現を制御し、アミロース量を変える方法として、アンチセンス法が試みられてきた。しかしながらこの方法の欠点は、直接導入法を用いているために形質転換植物の作成効率が悪く、抑制効果が低いことである。また、アンチセンス遺伝子を導入した個体毎に抑制効果にばらつきが生じるという問題もある(例えば特許文献1および2を参照)。
【0007】
さらにアンチセンス遺伝子導入のためのプロモーターを換えることによって遺伝子発現の抑制程度を変える方法では、様々なプロモーターを単離し、転写活性を調べたうえでベクターに用いなければならない。
【0008】
近年、遺伝子発現の抑制法としてRNAi法が利用されつつある。RNAi(RNA interference)とは、dsRNA(2本鎖RNA)の細胞内への導入によって、dsRNAと相同な配列を持つ遺伝子の発現が抑制される現象であり、様々な生物種で遺伝子機能解析に用いられている。ただし、一般的に植物では、細胞壁が存在しdsRNAを細胞内に直接導入することが難しいとされている。
【0009】
【特許文献1】
特開平5-153981号公報
【特許文献2】
特開平5-168482号公報
産業上の利用分野
本発明は、植物胚乳のアミロース産生量を制御する方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 上流から順に、胚乳で発現するプロモーター、Wx遺伝子の第1エクソンと相同な正方向配列、および、該正方向配列に相補的な逆方向配列を含む遺伝子。
【請求項2】 プロモーターがWx遺伝子由来のプロモーターである請求項1に記載の遺伝子。
【請求項3】 正方向配列と逆方向配列との間にスペーサー配列を含む請求項1または2に記載の遺伝子。
【請求項4】 スペーサー配列がWx遺伝子由来の第1イントロンである請求項3に記載の遺伝子。
【請求項5】 Wx遺伝子由来の第1イントロンが、イネの野生型Wx対立遺伝子であるWxa遺伝子由来の第1イントロンである請求項4に記載の遺伝子。
【請求項6】 上流から順に、イネWxaプロモーター、Wxa第1エクソンの正方向配列、Wxa第1イントロン、および、Wxa第1エクソンの逆方向配列を含む、請求項5に記載の遺伝子。
【請求項7】 スペーサー配列がWx遺伝子のスプライスコンセンサス配列に置換配列を持つ第1イントロンである請求項3に記載の遺伝子。
【請求項8】 Wx遺伝子のスプライスコンセンサス配列に置換配列を持つ第1イントロンが、イネのWxa遺伝子の第1イントロンの5’側スプライスコンセンサス配列AG/GTにおいて、第1イントロンの5’末端に置換変異AG/TTを有するものである、請求項7に記載の遺伝子。
【請求項9】 上流から順に、イネWxbプロモーター、Wxb第1エクソンの正方向配列、Wxb第1イントロン、および、Wxb第1エクソンの逆方向配列を含む、請求項8に記載の遺伝子。
【請求項10】 請求項1~9いずれかに記載の遺伝子を含むベクター。
【請求項11】 請求項1から9のいずれかに記載の遺伝子を導入した植物。
【請求項12】 植物がイネ科植物である請求項11に記載の植物。
【請求項13】 植物がイネである、請求項12に記載の植物。
【請求項14】 請求項10記載のベクターを植物に導入することによって、胚乳特異的にWx遺伝子の発現を抑制する方法。
【請求項15】 植物がイネ科植物である請求項14に記載の方法。
【請求項16】 植物がイネである請求項15に記載の方法。
【請求項17】 上流から順に、胚乳で発現するプロモーター、Wx遺伝子の第1エクソンと相同な正方向配列、Wx遺伝子由来の第1イントロン、および、該正方向配列に相補的な逆方向配列を含む遺伝子を植物へ導入して胚乳特異的にWx遺伝子の発現を抑制する方法であって、イントロンの切り出し効率を変化させることによって、胚乳特異的にWx遺伝子の発現を制御する方法。
【請求項18】 イントロンの切り出し効率をスプライスコンセンサス配列に変異を導入することによって変化させる、請求項17記載の方法。
産業区分
  • 微生物工業
  • 農林
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003146245thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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