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USE OF GENE INVOLVED IN SILICON ABSORPTION commons

Patent code P110005338
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2007-065580
Publication number P2008-220306A
Patent number P4613318
Date of filing Mar 14, 2007
Date of publication of application Sep 25, 2008
Date of registration Oct 29, 2010
Inventor
  • (In Japanese)馬 建鋒
  • (In Japanese)山地 直樹
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 岡山大学
Title USE OF GENE INVOLVED IN SILICON ABSORPTION commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To identify genes involved in silicon absorption and having been unidentified so far, and to provide a method for the use of the genes.
SOLUTION: The genes (Lsi16, ZmLsi6, ZmLsi1) involved in the absorption and transfer of silicon or a silicon compound have been identified from rice and corn. A transformant transferred with either one of the above genes, because of being imparted with silicon-absorbing capacity, can be used as a composite stress-resistant plant. Meanwhile, a transformant suppressed in either one of the above genes, because of getting soft as a result of being suppressed in silicon-absorbing capacity, can be used as a raw material for livestock feed and biomass fuel.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


多くの植物は、ケイ素(Si)を多量に吸収する機能を有していないのに対し、イネやコムギなどの単子葉植物は、ケイ素を多量に吸収する代表的な植物である。ケイ素は、植物の必須元素ではないものの、ケイ素の蓄積量の違いによって、植物の性質は大きく異なる。



例えば、ケイ素は、植物の生育に関与しており、ケイ素の蓄積量が多くなると、
(i)病害および虫害に対する抵抗性(例えば、イネのいもち病、紋枯病、および、ごま葉枯病に対する抵抗性)
(ii)耐塩性および耐乾性の向上
(iii)ミネラルストレスに対する耐性(例えば、アルミニウム、および、マンガンなどの無機物による毒性の軽減、または、植物体内でのリン酸の有効利用度の向上など)
等の性質を、植物に与える。



とりわけ、ケイ素の蓄積量の増加によって、病害や虫害に対する抵抗性が強化されることは、植物の生育が促進される大きな原因となっている。



従って、ケイ素の蓄積量を増加させることは、植物の健全的な生育、および、安定した収量の確保のために、有効であるといえる。また、ケイ素蓄積量の増加は、生物的ストレス、および、非生物的ストレスなどの種々のストレスの軽減にも、有効であるといえる。



なお、このような複合ストレスに対する耐性は、葉、茎、または果実の表面などの組織(地上部の組織)に、大量に蓄積したケイ素によって、発揮されるとされている。



また、ケイ素は、植物の硬さにも関与しており、ケイ素の蓄積量が少なくなると、植物は、やわらかくなる。例えば、やわらかいイネは、ケイ素の蓄積量が低い。これは、細胞のケイ素蓄積量が増加するとポリマー(シリカ)が形成され、このポリマーが、細胞を硬くするためである。



従って、ケイ素の蓄積量を減少させることは、植物の硬さを変える(やわらかくする)ために、有効であるといえる。



このように、植物のケイ素吸収を促進してケイ素の含有量を高くすれば、複合ストレスに対する耐性を植物に付与し、植物の生育を促進することができる。一方、植物のケイ素吸収を抑制してケイ素の含有量を低くすれば、硬い植物をやわらかくすることができる。



本発明者は、ケイ素(ケイ酸)集積性植物であるイネから、既にいくつかのケイ素吸収に関与する遺伝子を同定することに成功している(特許文献1および2)。具体的には、本発明者は、互いにケイ素吸収メカニズムの異なるLsi1遺伝子およびLsi2遺伝子を取得している。Lsi1遺伝子は、細胞内にケイ素を取り込むトランスポーターとして機能するLsi1タンパク質をコードしている。一方、Lsi2は、細胞の中から外へケイ素を輸送するトランスポーターとして機能するLsi2タンパク質をコードしている。
【特許文献1】
特開2006-187209号公報(2006年7月20日公開)
【特許文献2】
国際出願番号PCT/JP2006/315959 (国際出願日2006年8月11日,優先日2005年8月18日)

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、植物の生育および硬さを調節するケイ素の吸収に関与する遺伝子の利用に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
下記の(m)~(p)のいずれかのポリヌクレオチドの発現を抑制することを特徴とする葉鞘および葉身におけるケイ素吸収を抑制する方法。
(m)配列番号2または4に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
(n)配列番号2または4に示されるアミノ酸配列において、1個または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、または付加されたアミノ酸配列からなり、細胞内へのケイ酸輸送活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
(o)配列番号1または3に示される塩基配列からなるポリヌクレオチド;
(p)以下の(7)または(8)のいずれかの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、細胞内へのケイ酸輸送活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド:
(7)配列番号1または3に示される塩基配列からなるポリヌクレオチド;または、
(8)配列番号1または3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。

【請求項2】
 
下記の(a)~(d)のいずれかのポリヌクレオチドの発現を抑制することを特徴とする飼料用イネの葉鞘および葉身におけるケイ素吸収を抑制する方法。
(a)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド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個または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、または付加されたアミノ酸配列からなり、細胞内へのケイ酸輸送活性を有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)以下の(1)または(2)のいずれかの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、細胞内へのケイ酸輸送活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド:
(1)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;または、
(2)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。

【請求項3】
 
下記の(e)~(h)のいずれかのポリヌクレオチドの発現を抑制することを特徴とするバイオマス燃料製造用トウモロコシの葉鞘および葉身におけるケイ素吸収を抑制する方法。
(e)配列番号4に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
(f)配列番号4に示されるアミノ酸配列において、1個または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、または付加されたアミノ酸配列からなり、細胞内へのケイ酸輸送活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
(g)配列番号3に示される塩基配列からなるポリヌクレオチド;
(h)以下の(3)または(4)のいずれかの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、細胞内へのケイ酸輸送活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド:
(3)配列番号3に示される塩基配列からなるポリヌクレオチド;または、
(4)配列番号3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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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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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