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シクラメンの脂肪酸不飽和化酵素遺伝子の単離とノックダウンベクターの構築

［要約］
シクラメンの脂肪酸不飽和化酵素遺伝子（CpFAD:Cyclamen persicum Fatty Acid Desaturase gene）をTAIL-PCR法により単離して塩基配列を明らかにした。CpFADは、全長3,939塩基であり、8カ所のエクソンと7カ所のイントロンを持ち、435残基のアミノ酸に対応する。さらに、第5、7エクソンの塩基配列情報をもとにCpFADノックダウンベクターを構築した。
［キーワード］
シクラメン、脂肪酸不飽和化酵素遺伝子、遺伝子クローニング、TAIL-PCR法、ノックダウンベクター

［担当］
福岡農総試・バイオテクノロジー部・遺伝子操作チーム 

［代表連絡先］電話092-924-2970	
［区分］九州沖縄農業・野菜花き	
［分類］科学・参考

［背景・ねらい］
地球の温暖化傾向が進むなか、シクラメンの安定生産には耐暑性を付与した品種の育成が求められている。しかし、交雑育種で育成するには長年月を要する。そこで、遺伝子組換えにより耐暑性を付与するため、植物の温度感受性に関与する脂肪酸不飽和化酵素遺伝子を単離して塩基配列を明らかにし、ノックダウンベクターを構築する。

［成果の内容・特徴］
  1. 保存性の高いアミノ酸配列情報をもとにディジェネレートプライマーを設計してTAIL-PCR法により、シクラメンの脂肪酸不飽和化酵素遺伝子(CpFAD:Cyclamen persicum Fatty Acid Desaturase gene)の構造と塩基配列を明らかにした（図1）。
  2. CpFADは、全長で3,939塩基であり、8カ所のエクソンと7カ所のイントロンを持ち、435残基のアミノ酸に対応する（図1）。

  3. アミノ酸配列の相同性は、他の植物と比較して第1と第8エクソンで低く、全長では70〜77%程度である（図1、図2）。
  4. CpFADの発現レベルは、塊茎や根に比べて葉で高い（図3）。
  5. 8カ所のエクソンのうち、相同性の高い第5、第7エクソンと第4イントロンの塩基配列情報をもとに、FAD遺伝子ノックダウンベクター（RNAiベクター)を構築した（図4）。

［成果の活用面・留意点］
  1. 塩基配列や翻訳されるアミノ酸配列情報は、GeneBankやSWISS-PROT等のデータベースに登録する。

  2. 構築したノックダウンベクターは、遺伝子組換えによるシクラメンの脂肪酸組成比改変に活用できる。

  3. シクラメンを含む第5、第7エクソンの塩基配列の相同性が高い植物に活用できる。

［具体的データ］

図1　シロイヌナズナAtFAD7とシクラメンCpFAD遺伝子のintron（□）およびexon（■）の配置比較


図2　シクラメンCpFADと他植物FADのアミノ酸配列の相同性


図3　シクラメンにおける部位別のCpFAD mRNA発現確認


図4　シクラメンFAD遺伝子のノックダウンTiバイナリーベクター構造

［その他］ 
研究課題名：クロスレジスタンス遺伝子のクローニング
予算区分　：県単
研究期間　：2002〜2005年度
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