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VEGETABLE GENE OF ALUMINUM-RESPONDING MALIC ACID TRANSPORTER AND PROTEIN ENCODED BY THE GENE commons

Patent code P110005257
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2003-057426
Publication number P2004-105164A
Patent number P3849022
Date of filing Mar 4, 2003
Date of publication of application Apr 8, 2004
Date of registration Sep 8, 2006
Priority data
  • P2002-217598 (Jul 26, 2002) JP
Inventor
  • (In Japanese)松本 英明
  • (In Japanese)佐々木 孝行
  • (In Japanese)山本 洋子
  • (In Japanese)江崎 文一
  • (In Japanese)且原 真木
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 岡山大学
Title VEGETABLE GENE OF ALUMINUM-RESPONDING MALIC ACID TRANSPORTER AND PROTEIN ENCODED BY THE GENE commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new protein capable of imparting an aluminum-responding malic acid-transporting function to a plant and a gene encoding the same.
SOLUTION: The new ALMT1-1 gene derived from wheat and ALMT1-1 protein encoded by the gene are obtained. The ALMT1-1 protein is a transporting protein and releasing malic acid to the outside of a cell by being activated with aluminum ion. Since the malic acid forms a complex with the aluminum ion for inactivating the aluminum ion, the ALMT1-1 protein is associated with an aluminum resistance of a plant. Therefore, by using the ALMT1-1 gene encoding the ALMT1-1 protein, it is considered to be able to impart the aluminum ion resistance to the plant.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


人口の増加や環境の変化により、将来の食料危機が予想されている。その問題に対応するべく、農業において効率よく作物を生産するための技術開発が求められている。その際に、世界には様々な不良土壌があって植物の生育を阻害していることが問題となる。中でも酸性土壌は農業利用可能地面積の40%を占め、日本を含め、中国、東南アジア、オーストラリア、北米、南米と世界中に広がっている。従って、食料増産を考える上で、酸性土壌における作物生産性を向上させることは重要である。



酸性土壌における作物生産性の向上を目指し、コムギ、イネ、オオムギ、トウモロコシなどの主要穀類を中心に、アルミニウム耐性を示す品種選抜と他品種との掛け合わせによる品種改良が行われているが、膨大な時間と手間が必要となる。一方、遺伝子組み換え技術を用いてアルミニウム耐性作物を作出する試みも1例報告されている。これは、土壌菌由来のクエン酸合成酵素をタバコ等の作物に形質導入し、過剰につくられたクエン酸を細胞外に放出させクエン酸とアルミニウムイオンとの錯体を形成させることにより、アルミニウム耐性を獲得させるという方法である。しかし、この手法ではアルミニウムイオンの有無に関わらず植物から常にクエン酸が放出され続けるため、作物の生産性を低下させる可能性が高い。また、土壌微生物の遺伝子を導入した作物を食糧や飼料にすることの安全性が問題となる。さらにこの方法の再現性が問題視されている。



酸性土壌における主たる植物生育阻害因子はアルミニウムイオンであることから、アルミニウム耐性遺伝子の検索が進められ、アルミニウム耐性遺伝子の存在が推定されていた。この遺伝子の発現により、コムギはアルミニウムイオンの刺激によって細胞外にリンゴ酸を放出することができると考えられている。リンゴ酸はアルミニウムイオンと錯体を形成してアルミニウムイオンを不活化するために、この遺伝子を有するコムギはアルミニウム耐性となると考えられる。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、植物のアルミニウム応答性リンゴ酸輸送体の新規な遺伝子であるALMT1-1 遺伝子、及び当該遺伝子がコードするALMT1-1 蛋白質に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
以下の(a)、(b)または(c)に示すアミノ酸配列からなることを特徴とする蛋白質。
(a)配列表の配列番号1に示す、アミノ酸番号1-459 で示されるアミノ酸配列からなることを特徴とする蛋白質。
(b)アルミニウムイオンにより活性化されて、細胞外にリンゴ酸を放出する機能を有する、配列番号1に示すアミノ酸配列の1個又は数個のアミノ酸残基が欠損、置換若しくは付加された蛋白質。
(c)アルミニウムイオンにより活性化されて、細胞外にリンゴ酸を放出する機能を有する、配列番号1に示すアミノ酸配列と95%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなる蛋白質。

【請求項2】
 
請求項1記載の蛋白質をコードする遺伝子。

【請求項3】
 
以下の(d)、(e)または(f)に示す塩基配列からなることを特徴とする遺伝子。
d)配列表の配列番号2に示す、塩基番号1-1517で示される塩基配列からなることを特徴とする遺伝子。
e)アルミニウムイオンにより活性化されて、細胞外にリンゴ酸を放出する機能を有する蛋白質をコードし、配列番号2に示す塩基配列の1個又は数個の塩基が欠損、置換若しくは付加された遺伝子。
(f)アルミニウムイオンにより活性化されて、細胞外にリンゴ酸を放出する機能を有する蛋白質をコードし、配列番号2に示す塩基配列と95%以上の同一性を有する塩基配列からなる遺伝子。

【請求項4】
 
請求項2又は請求項3記載の遺伝子を植物に導入することにより、植物にアルミニウムイオンに対する耐性を付与した、形質転換植物。

【請求項5】
 
請求項2又は請求項3記載の遺伝子を植物に導入することにより、植物にアルミニウムイオンに対する耐性を付与する方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
(In Japanese)特許内容に関しての問い合せ窓口は岡山大学連携機構知的財産部門です。
技術移転に関しては岡山TLOが窓口になります。


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