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Plant cell reports2012Dec01Vol.31issue(12)

フルクタンの生合成酵素をコードする3つの小麦遺伝子の組み合わせ変換は、タバコのフルクタン含有量と耐性を増加させ、非生物的ストレスに対する耐性を付与します

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

3つのFBE遺伝子の組み合わせで形質転換された7種類のトランスジェニックタバコ植物が得られました。TA1-SST + TA6-SFT遺伝子で形質転換されたトランスジェニック植物は、最も高いフルクタンまたは可溶性糖含有量と最も強い塩耐性を持っているように見えました。フルクタンは、さまざまな非生物的ストレスに対する植物耐性に関与する重要な規制当局の1つであると考えられています。この研究では、小麦由来の遺伝子、TA1-SST、TA6-SFT、およびTA1-FFT、フルクタン生合成酵素(FBE)をコードすることを分離し、PBI121またはPZP211を修飾したベクターにクローニングしました。3つの標的遺伝子の7つの異なる組み合わせを、アグロバクテリウムを介したアプローチを介してタバコ植物に変換され、トランスジェニックタバコ植物がPCR、ELISA、およびサザンブロッティングによって特定されました。3つの標的遺伝子の他の6つの組み合わせと野生型植物と形質転換されたタバコ植物と比較して、TA1-SST + TA6-SFT遺伝子で形質転換されたトランスジェニック植物には、最高のフルクタンおよび可溶性糖含有量が含まれていました。7種類のトランスジェニックタバコ植物はすべて、野生型と比較して、干ばつ、低温、塩分よりもはるかに高いレベルの耐性を示しました。単一のFBE遺伝子を含むトランスジェニック植物と2つまたは3つのFBE遺伝子を抱えるトランスジェニック植物間の干ばつと低温耐性の違いは有意ではありませんでしたが、高から低いFBE遺伝子の組み合わせを持つトランスジェニック植物の塩耐性レベルは次のとおりでした。SST + TA6-SFT> TA1-SST + TA6-SFT + TA1-FFT> TA1-SST + TA1-FFT> TA1-SFT + TA1-FFT>単一のFBE遺伝子。これらの結果は、さまざまな非生物的ストレスに対するトランスジェニックタバコ植物の許容耐性が、トランスジェニック植物に含まれるフルクタンおよび可溶性糖の含有量と変換された標的遺伝子の組み合わせと関連していることを示しています。

3つのFBE遺伝子の組み合わせで形質転換された7種類のトランスジェニックタバコ植物が得られました。TA1-SST + TA6-SFT遺伝子で形質転換されたトランスジェニック植物は、最も高いフルクタンまたは可溶性糖含有量と最も強い塩耐性を持っているように見えました。フルクタンは、さまざまな非生物的ストレスに対する植物耐性に関与する重要な規制当局の1つであると考えられています。この研究では、小麦由来の遺伝子、TA1-SST、TA6-SFT、およびTA1-FFT、フルクタン生合成酵素(FBE)をコードすることを分離し、PBI121またはPZP211を修飾したベクターにクローニングしました。3つの標的遺伝子の7つの異なる組み合わせを、アグロバクテリウムを介したアプローチを介してタバコ植物に変換され、トランスジェニックタバコ植物がPCR、ELISA、およびサザンブロッティングによって特定されました。3つの標的遺伝子の他の6つの組み合わせと野生型植物と形質転換されたタバコ植物と比較して、TA1-SST + TA6-SFT遺伝子で形質転換されたトランスジェニック植物には、最高のフルクタンおよび可溶性糖含有量が含まれていました。7種類のトランスジェニックタバコ植物はすべて、野生型と比較して、干ばつ、低温、塩分よりもはるかに高いレベルの耐性を示しました。単一のFBE遺伝子を含むトランスジェニック植物と2つまたは3つのFBE遺伝子を抱えるトランスジェニック植物間の干ばつと低温耐性の違いは有意ではありませんでしたが、高から低いFBE遺伝子の組み合わせを持つトランスジェニック植物の塩耐性レベルは次のとおりでした。SST + TA6-SFT> TA1-SST + TA6-SFT + TA1-FFT> TA1-SST + TA1-FFT> TA1-SFT + TA1-FFT>単一のFBE遺伝子。これらの結果は、さまざまな非生物的ストレスに対するトランスジェニックタバコ植物の許容耐性が、トランスジェニック植物に含まれるフルクタンおよび可溶性糖の含有量と変換された標的遺伝子の組み合わせと関連していることを示しています。

Seven kinds of transgenic tobacco plants transformed with combinations of three FBE genes were obtained. The transgenic plants transformed with Ta1-SST + Ta6-SFT genes appeared to have the highest fructan or soluble sugar content and the strongest salt tolerance. Fructan is thought to be one of the important regulators involved in plant tolerance to various abiotic stresses. In this study, wheat-derived genes, Ta1-SST, Ta6-SFT, and Ta1-FFT, encoding fructan biosynthesis enzymes (FBE) were isolated and cloned into vectors modified pBI121 or pZP211. Seven different combinations of the three target genes were transformed into tobacco plants through an Agrobacterium-mediated approach, and transgenic tobacco plants were identified by PCR, ELISA, and Southern blotting. Compared with tobacco plants transformed with other six combinations of the three target genes and with wild-type plants, the transgenic plants transformed with Ta1-SST + Ta6-SFT genes contained the highest fructan and soluble sugar content. All seven types of transgenic tobacco plants displayed a much higher level of tolerance to drought, low temperature, and high salinity compared with the wild type. Differences of drought and low temperature tolerance between the transgenic plants containing a single FBE gene and those harboring two or three FBE genes were not significant, but the salt tolerance level of the transgenic plants with different FBE gene combinations from high to low was: Ta1-SST + Ta6-SFT > Ta1-SST + Ta6-SFT + Ta1-FFT > Ta1-SST + Ta1-FFT > Ta1-SFT + Ta1-FFT > single FBE gene. These results indicated that the tolerances of the transgenic tobacco plants to various abiotic stresses were associated with the transformed target gene combinations and the contents of fructan and soluble sugar contained in the transgenic plants.

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