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アルミニウム耐性に関与する遺伝子、およびその利用 コモンズ

国内特許コード P110005339
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2007-065630
公開番号 特開2008-220308
登録番号 特許第4555970号
出願日 平成19年3月14日(2007.3.14)
公開日 平成20年9月25日(2008.9.25)
登録日 平成22年7月30日(2010.7.30)
発明者
  • 馬 建鋒
  • 佐藤 和広
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
発明の名称 アルミニウム耐性に関与する遺伝子、およびその利用 コモンズ
発明の概要

【課題】オオムギに由来するアルミニウム耐性に関与する遺伝子を同定し、その遺伝子の利用方法を提供する。
【解決手段】オオムギのアルミニウム耐性品種である「むらさきもち」と、アルミニウム感受性品種である「Morexs」との交配によって得られたF4集団個体を用いたマップベースクローニングによって、アルミニウム耐性に関与する遺伝子(HvMATE遺伝子)を同定し、新規遺伝子として単離した。
【選択図】なし

従来技術、競合技術の概要


酸性土壌は、世界の耕地面積の約4割を占めている。酸性土壌は、植物の生育を阻害することが問題となる土壌である。植物の生育阻害は、アルミニウム毒性によって引き起こされる。アルミニウムイオンは、低濃度(数μM)でも、すばやく根の伸張阻害を引き起こし、根からの養水分の吸収を阻害する。その結果、植物が、様々なストレスに弱くなる。このため、酸性土壌での植物の生産性は、非常に低い。



アルミニウムによる生育阻害は、植物の種類によって異なる。つまり、植物の種類によって、アルミニウム耐性は大きく異なる。イネ科植物(禾穀類)でも、種によってアルミニウム耐性が大きく異なり、イネ,ライ麦>コムギ>オオムギの順となる。



アルミニウム耐性は、植物の品種間でも大きく異なる。例えば、オオムギは、イネ科植物の中でもアルミニウム耐性の低い植物種である。しかし、オオムギのアルミニウム耐性は、品種によって大きく異なる。



しかし、イネ科植物の生産量が多い地域は、酸性土壌であることが多い。例えば、酸性硫酸土水稲栽培地域および酸性陸栽培地域であることが多い。このため、生産性が、非常に低くなる。従って、酸性土壌での植物の生産性を向上するために、アルミニウム耐性の強い植物の作出が求められる。



本願発明者は、植物のアルミニウム耐性について、精力的に研究を行っている(特許文献1~3,非特許文献1~4参照)。例えば、本発明者は、オオムギ品種間のアルミニウム耐性の差が、根からのクエン酸分泌量の違いに基づくことを、生理学的な解析から明らかにしている。

【特許文献1】特開2004-105164号公報(2004年4月8日公開)

【特許文献2】特開2004-344024号公報(2004年12月9日公開)

【特許文献3】特開2005-058022号公報(2005年3月10日公開)

【非特許文献1】Ma, J. F. 2005. Plant root responses to three abundant soil minerAlsilicon, aluminum and iron. Crit. Rev. Plant Sci. 24, 267-281.

【非特許文献2】Ma, J. F., Nagao, S., Huang, C. F., Nishimura, M. 2005. Isolation and characterization of a rice mutant hypersensitive to Al. Plant Cell Physiol. 46, 1054-1061.

【非特許文献3】Ma, J. F., Shen, R., Zhao, Z., Wissuwa, M., Takeuchi, Y., Ebitani, T. and Yano, M.: Response of rice to Alstress and identification of quantitative trait loci for Al tolerance. Plant Cell Physiol. 43:652-659 (2002).

【非特許文献4】Delhaize E, Ryan PR, Hebb DM, Yamamoto Y, Sasaki T and Matsumoto H 2004: Engineering high-level aluminum tolerance in barley with the ALMT1 gene. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101: 15249-15254

産業上の利用分野


本発明は、アルミニウム耐性に関与する新規遺伝子およびその利用に関するものであり、より詳細にはオオムギのアルミニウム耐性品種から単離されたアルミニウム耐性に関与する遺伝子(HvMATE遺伝子)およびその利用に関すものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
記の(a)~(d)のいずれかのポリヌクレオチド:
(a)配列番号2に示されるアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチド;
(b)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1個もしくは数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、アルミニウム耐性に関与するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
(c)配列番号1に示される塩基配列からなるポリヌクレオチド;
(d)配列番号1に示される塩基配列と相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつアルミニウム耐性に関与するポリペプチドをコードする、ポリヌクレオチド。

【請求項2】
請求項1に記載のポリヌクレオチドにコードされる、ポリペプチド。

【請求項3】
請求項1に記載のポリヌクレオチドを含む組換え発現ベクター。

【請求項4】
請求項1に記載のポリヌクレオチドまたは請求項3に記載の組換え発現ベクター発現可能に導入する工程を包含する、アルミニウム感受性の植物にアルミニウム耐性を付与する方法。

【請求項5】
請求項1に記載のポリヌクレオチドまたは請求項3に記載の組換え発現ベクターを含む、アルミニウム感受性の植物にアルミニウム耐性を付与するためのキット。
産業区分
  • 微生物工業
  • 食品
  • 有機化合物
国際特許分類(IPC)
出願権利状態 権利存続中
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技術移転に関しては岡山TLOが窓口になります。


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