JP2002125675A - 新規植物遺伝子、該遺伝子を利用した植物改変方法および該方法により得られる植物体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 植物の新規遺伝子の提供。 【解決手段】 植物の形態を制御する遺伝子をコードす
るポリヌクレオチドであって、イネ由来の特定のアミノ
酸配列の１位のＭｅｔから６８９位のＶａｌまでのアミ
ノ酸配列をコードするポリヌクレオチド、又は該アミノ
酸配列において１もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換
もしくは付加されたアミノ酸配列をコードするポリヌク
レオチドを含む、ポリヌクレオチド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は植物の新規遺伝子に
関する。より詳細には、本発明は、植物の形態を制御す
る遺伝子に関する。本発明はまた、この遺伝子を用いた
植物改変方法、およびこの方法により得られた植物体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】これまでにイネから多くの遺伝子が単離
され、その塩基配列が決定されている。しかし、イネＤ
ＮＡに含まれる多くの遺伝子は、未だにその機能が解明
されておらず有効利用されていない。植物の有用遺伝子
の単離および同定、ならびにその効率的な単離法の開発
が求められている。

【０００３】トランスポゾンは、動物、酵母、細菌およ
び植物のゲノムに遍在することが知られる変異誘発遺伝
子である。トランスポゾンは、その転移（ｔｒａｎｓｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）機構により２つのクラスに分類されて
いる。クラスＩＩに属するトランスポゾンは、複製する
ことなくＤＮＡの形態で転移する。クラスＩＩに属する
トランスポゾンとして、トウモロコシ（Ｚｅａ ｍａｙ
ｓ）のＡｃ／Ｄｓ、Ｓｐｍ／ｄＳｐｍおよびＭｕ要素
（Ｆｅｄｏｒｏｆｆ、１９８９、Ｃｅｌｌ ５６、１８
１−１９１；Ｆｅｄｏｒｏｆｆら、１９８３、Ｃｅｌｌ
３５、２３５−２４２；Ｓｃｈｉｅｆｅｌｂｅｉｎ
ら、１９８５、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃ
ｉ．ＵＳＡ ８２、４７８３−４７８７）、キンギョソ
ウ（Ａｎｔｉｒｒｈｉｎｕｍ ｍａｊｕｓ）のＴａｍ要
素（Ｂｏｎａｓら、１９８４、ＥＭＢＯＪ、３、１０１
５−１０１９）が知られている。クラスＩＩに属するト
ランスポゾンは、トランスポゾン・タッギングを利用す
る遺伝子単離に広く利用されている。この技術は、トラ
ンスポゾンがゲノム上で転移して、ある遺伝子中に挿入
されると遺伝子の生理学的および形態学的変異が起こ
り、遺伝子が制御する表現型が変化することを利用す
る。この変化を検出することにより影響を受けた遺伝子
を単離する（Ｂａｎｃｒｏｆｔら、１９９３、Ｔｈｅ
Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ、５、６３１−６３８；Ｃｏｌａ
ｓａｎｔｉら、１９９８、Ｃｅｌｌ、９３、５９３−６
０３；Ｇｒａｙら、１９９７、Ｃｅｌｌ、８９、２５−
３１；Ｋｅｄｄｉｅら、１９９８、Ｔｈｅ Ｐｌａｎｔ
Ｃｅｌｌ、１０、８７７−８８７；Ｗｈｉｔｈａｍ
ら、１９９４、Ｃｅｌｌ、７８、１１０１−１１１
５）。

【０００４】クラスＩに属するトランスポゾンは、レト
ロトランスポゾンとも呼ばれ、複製し、そしてＲＮＡ中
間体を介して転移する。クラスＩトランスポゾンは、最
初、ショウジョウバエおよび酵母で同定され、そして特
徴付けられたが、最近の研究により植物ゲノム中に遍在
し、そのかなりの部分を占めていることが明らかにされ
ている（Ｂｅｎｎｅｔｚｅｎ、１９９６、Ｔｒｅｎｄｓ
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏ．、４、３４７−３５３；Ｖｏ
ｙｔａｓ、１９９６、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２７４、７３７
−７３８）。レトロトランスポゾンの大部分は、非移動
性の組み込みユニットであるようである。最近の研究
は、これらのいくつかが、創傷、病原体の攻撃および細
胞培養などのストレス条件下で活性化されることを示し
ている（Ｇｒａｎｄｂａｓｔｉｅｎ、１９９８、Ｔｒｅ
ｎｄｓ ｉｎ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ、３、１８
１−１８７；Ｗｅｓｓｌｅｒ、１９９６、Ｃｕｒｒ．Ｂ
ｉｏｌ．６、９５９−９６１；Ｗｅｓｓｌｅｒら、１９
９５、Ｃｕｒｒ．Ｏｐｉｎ．Ｇｅｎｅｔ．Ｄｅｖｅｌ．
５、８１４−８２１。例えば、タバコではＴｎｔ１Ａお
よびＴｔｏ１（Ｐｏｕｔｅａｕら、１９９４、Ｐｌａｎ
ｔ Ｊ．、５、５３５−５４２；Ｔａｋｅｄａら、１９
８８、Ｐｌａｎｔ Ｍｏｌ． Ｂｉｏｌ．、３６、３６
５−３７６）、およびイネではＴｏｓ１７（Ｈｉｒｏｃ
ｈｉｋａら、１９９６、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａ
ｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ、９３、７７８３−７７８８）につ
いて、ストレス条件下における活性化が報告されてい
る。

【０００５】イネのレトロトランスポゾンＴｏｓ１７
は、最も良く研究されている植物中のクラスＩ要素であ
る。Ｔｏｓ１７は、Ｔｙ１−ｃｏｐｉａ群レトロ要素の
間の逆転写酵素ドメインの保存アミノ酸配列を基に作成
された縮重プライマーを用いたＲＴ−ＰＣＲ法によりク
ローン化された（Ｈｉｒｏｃｈｉｋａら、１９９２、Ｍ
ｏｌ． Ｇｅｎ． Ｇｅｎｅｔ．、２３３、２０９−２
１６）。Ｔｏｓ１７は、４．３ｋｂの長さの、２つの同
じ１３８ｂｐのＬＴＲ（長鎖末端反復）および開始メチ
オニンｔＲＮＡの３’末端に相補的なＰＢＳ（プライマ
ー結合部位）を持つ（Ｈｉｒｏｃｈｉｋａら、１９９
６、上述）。Ｔｏｓ１７転写は、組織培養により強く活
性化され、そして培養時間とともにそのコピー数を増加
する。ゲノム研究のモデルジャポニカ品種である日本晴
では、Ｔｏｓ１７の当初のコピー数は２であるが、組織
培養後、再生した植物では、５〜３０コピーに増加して
いる（Ｈｉｒｏｃｈｉｋａら、１９９６、上述）。酵母
およびショウジョウバエで特徴付けられたクラスＩＩト
ランスポゾンとは異なり、Ｔｏｓ１７は、染色体中をラ
ンダムな様式で転移し、そして安定な変異を引き起こ
し、そしてそれ故、イネにおける遺伝子の機能解析の逆
遺伝学（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ）における
強力なツールを提供する（Ｈｉｒｏｃｈｉｋａ、１９９
７、Ｐｌａｎｔ Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．３５，２３１−２
４０；１９９９、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ
ｏｆ Ｒｉｃｅ（Ｋ．Ｓｈｉｍａｍｏｔｏ編集、Ｓｐ
ｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、４３−５８）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｔｏｓ１７
を用いて提供される新規植物遺伝子を提供する。本願発
明者らは、イネにおいて新たに転移したＴｏｓ１７コピ
ーを持つ植物の表現型およびＴｏｓ１７標的部位の隣接
配列の系統的な分析を重ねた結果、Ｔｏｓ１７挿入によ
り、短根、細葉、小粒性などの特徴を示すイネ変異体を
発見し、さらにこの変異の原因遺伝子を単離し、本発明
を完成するに至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、植物の形態を
制御する遺伝子をコードするポリヌクレオチドに関し、
このポリヌクレオチドは、配列表の配列番号２の１位の
Ｍｅｔから６８９位のＶａｌまでのアミノ酸配列をコー
ドするポリヌクレオチド、または該アミノ酸配列におい
て１もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加
されたアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドを含
む。

【０００８】本発明は、１つの局面で、上記のポリヌク
レオチドによってコードされるアミノ酸配列を含むタン
パク質に関する。

【０００９】本発明は、１つの局面で、制御配列、およ
び該制御配列に作動可能に連結された上記のポリヌクレ
オチドを含むベクターに関する。

【００１０】本発明は、１つの局面で、上記のポリヌク
レオチドによりコードされる遺伝子のアンチセンス配列
を含むベクターに関する。

【００１１】本発明は、１つの局面で、植物を改変する
方法に関し、この方法は、上記のベクターを植物組織に
導入し、形質転換体を得る工程；この形質転換体を再生
し、植物体を得る工程；および上記植物体を所望の形質
について選抜する工程を包含する。

【００１２】上記所望の形質は、小粒性、短稈、および
濃緑葉からなる群から選択され得る。

【００１３】本発明は、１つの局面で、上記のベクター
で形質転換された植物体に関する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明によれば、植物の形態を制
御する植物遺伝子をコードするポリヌクレオチドが提供
される。本願明細書で用いる用語「植物の形態を制御す
る」とは、植物において草丈、根長、茎数、葉および種
子の形態、ならびに種子収量などを変化させ、植物の品
種改良に利用可能な有用農業形質を作出することをい
う。用語「植物」は、単子葉植物、双子葉植物を包含す
る。

【００１５】本発明の植物の形態を制御する植物遺伝子
をコードするポリヌクレオチドは、代表的には配列表の
配列番号２の１位のＭｅｔから６８９位のＶａｌまでの
アミノ酸をコードするポリヌクレオチド、または該アミ
ノ酸配列において１もしくは数個のアミノ酸配列が欠
失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列をコードする
ポリヌクレオチドを含むポリヌクレオチドである。

【００１６】本発明の植物の形状を制御する植物遺伝子
をコードするポリヌクレオチドは、植物の形状を制御す
る限り、配列表の配列番号２の１位のＭｅｔから６８９
位のＶａｌまでのアミノ酸配列と少なくとも８０％の配
列同一性、好ましくは少なくとも８５％の配列同一性、
より好ましくは少なくとも９０％の配列同一性、さらに
より好ましくは少なくとも９５％の配列同一性最も好ま
しくは少なくとも９９％の配列同一性を有するポリヌク
レオチドを包含する。用語「配列の同一性」は、対比さ
れる２つのポリヌクレオチドが同一であることを意味
し、対比される２つのポリヌクレオチド配列間の配列同
一性の割合（％）は、対比される２つのポリヌクレオチ
ド配列を最適に整列させた後、同一の核酸塩基（例え
ば、Ａ、Ｔ、Ｃ、Ｇ、またはＩ）が両方の配列で生じて
適合した位置の数を得て適合位置数とし、適合した位置
の数を比較ポリヌクレオチド総数で除し、そしてこの結
果に１００を乗じて計算される。配列同一性は、例え
ば、以下の配列分析用ツールを用いて算出し得る：Ｕｎ
ｉｘベースのＧＣＧ Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ Ｐａｃｋａ
ｇｅ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ
Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ Ｐａｃｋａｇｅ、Ｖｅｒｓｉｏ
ｎ８、１９９４年９月、Ｇｅｎｅｔｉｃｓ Ｃｏｍｐｕ
ｔｅｒ Ｇｒｏｕｐ、５７５ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｒｉ
ｖｅ Ｍａｄｉｓｏｎ、Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ、ＵＳＡ５
３７１１；Ｒｉｃｅ、Ｐ．（１９９６）Ｐｒｏｇｒａｍ
Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ＥＧＣＧ Ｐａｃｋａｇｅ、
ＰｅｔｅｒＲｉｃｅ、Ｔｈｅ Ｓａｎｇｅｒ Ｃｅｎｔ
ｒｅ、Ｈｉｎｘｔｏｎ Ｈａｌｌ、Ｃａｍｂｒｉｄｇ
ｅ、ＣＢ１０ １ＲＱ、Ｅｎｇｌａｎｄ）およびｔｈｅ
ＥｘＰＡＳｙ Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ分子生
物学用サーバー（ＧｅｎｅｖａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｈｏｓｐｉｔａｌ ａｎｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ
Ｇｅｎｅｖａ、Ｇｅｎｅｖａ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎ
ｄ）。

【００１７】本願明細書で用いる用語「制御配列」と
は、機能的プロモーターおよび、任意の関連する転写要
素（例えば、エンハンサー、ＣＣＡＡＴボックス、ＴＡ
ＴＡボックス、ＳＰＩ部位など）を有するＤＮＡ配列を
いう。

【００１８】本願明細書で用いる用語「作動可能に連
結」とは 、遺伝子が発現し得るように、ポリヌクレオ
チドがその発現を調節するプロモーター、エンハンサー
等の種々の調節エレメントと宿主細胞中で作動し得る状
態で連結されることをいう。

【００１９】制御配列のタイプおよび種類が宿主細胞に
応じて変わり得ることは、当業者に周知の事項である。
例えば、ＣａＭＶ３５Ｓプロモーター、ノパリンシンタ
ーゼプロモーターなどが当業者に周知である。植物への
遺伝子の導入には、当業者に公知の方法が用いられる。
例えば、アグロバクテリウムを介する方法と直接植物細
胞に導入する方法が周知である。アグロバクテリウムを
介する方法は、例えば、Ｎａｇｅｌらの方法（Ｍｉｃｒ
ｉｂｉｏｌ．Ｌｅｔｔ．、６７、３２５（１９９０））
が用いられ得る。この方法は、まず、例えば発現ベクタ
ーをアグロバクテリウムに導入し、ついで、形質転換さ
れたアグロバクテリウムをＰｌａｎｔＭｏｌｅｃｕｌａ
ｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｍａｎｕａｌ（Ｓ．Ｂ．Ｇｅｌｖ
ｉｎｅｔ ａｌ．、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ Ｐ
ｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）に記載の方法で植物細胞または植
物組織に導入する方法である。ここで、「植物組織」と
は、植物細胞の培養により得られるカルスを含む。遺伝
子を直接植物細胞または植物組織に導入する方法として
は、エレクトロポレーション法、遺伝子銃法が知られて
いる。

【００２０】遺伝子が導入された細胞または植物組織
は、まずハイグロマイシン耐性等の薬剤耐性で選択さ
れ、次いで定法により植物体に再生される。

【００２１】本明細書中、以下で使用される名称、およ
び以下で記載される実験室手順は、当該分野で周知で一
般的に用いられる手順を使用する。標準的な技術は、組
換え法、ポリヌクレオチド合成、ならびに微生物培養お
よび形質転換（例えば、エレクトロポレーション）につ
いて使用される。この技術および手順は、一般的に、当
該分野、およびこの書類を通じて提供される種々の一般
的な参考文献（一般的には、Ｓａｍｂｒｏｏｋら、Ｍｏ
ｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ： Ａ Ｌａｂｏｒａ
ｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ、第２版（１９８９） Ｃｏｌ
ｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒ
ｙ Ｐｒｅｓｓ、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏ
ｒ、Ｎ．Ｙ．を参照。これらは、本明細書中で参考とし
て援用される

【００２２】

【実施例】以下、本願発明を実施例を挙げて説明する。
以下の実施例は、本発明を例示するものであって、本発
明を限定するものではない。

【００２３】（実施例１：培養によるＴｏｓ１７の活性
化）イネ品種「あきたこまち」の完熟種子を供試し、カ
ルス培養および細胞懸濁培養を行った。Ｔｏｓ１７の活
性化はＴｓｕｇａｗａおよびＳｕｚｕｋｉ（２０００、
Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ Ｒｅｐｏｒｔｓ １９、３７１
−３７５）の方法に従って行った。要約すれば、イネの
完熟種子を１ｍｇ／ｍｌの２，４−Ｄ（２，４−ジクロ
ロフェノキシ酢酸）を添加したＭＳ培地（Ｍｕｒａｓｈ
ｉｇｅおよびＳｋｏｏｇ、１９６２、Ｐｈｙｓｉｏｌ．
Ｐｌａｎｔ．、１５、４７３−４７９）上で２５℃、１
週間の培養を行った後に、ＫＳＰ培地（Ｔｓｕｇａｗａ
およびＳｕｚｕｋｉ、前述）で３週間の培養を行い、カ
ルス誘導を行った。得られたカルスを１ｍｇ／ｌの２，
４−Ｄを添加したＫＳＰ液体培地（Ｔｓｕｇａｗａおよ
びＳｕｚｕｋｉ、前述）で約３ヶ月間の懸濁培養を行っ
た。さらにＰＲ培地（ＴｓｕｇａｗａおよびＳｕｚｕｋ
ｉ、前述）に移し、約１週間前培養を行った後、再分化
Ｒ培地（ＴｓｕｇａｗａおよびＳｕｚｕｋｉ、前述）に
移し、再分化イネ（Ｒ₀世代植物）を得た。

【００２４】（実施例２：小粒突然変異体の選抜とその
特性）約３８０個体の再分化イネを自殖させ第１世代
（Ｒ₁）植物を得て、さらにこれを自殖させて得られた
約３８０系統の第２世代（Ｒ₂）を供試材料とし、胚乳
形成に関する突然変異体系統を選抜した。突然変異体系
統の１つｓｇ１（ｓｍａｌｌ ｇｒａｉｎ １）と命名
した系統の玄米は、図１の（Ａ）に示すように野生型玄
米（図１の（Ｂ））と比較して小粒であった。

【００２５】このｓｇ１系統を、１％寒天培地（梁およ
び一井、１９９６、日作記、６５、４７３−４７８）で
栽培し、植物の生育特性および形態的特徴を調査した。
図２の（Ａ）に示すように、幼苗期には、このｓｇ１系
統は、野生型（図２の（Ｂ））と比較して、草丈はほぼ
同じであったが、種子根長および冠根長はいずれも野生
型に比べて短かった。また図３に示すように、側根長も
また、野生型に比べて短かった（図３の（Ａ）：ｓｇ１
系統、および図３の（Ｂ）：野生型）。

【００２６】次に、圃場に移植して栽培し、生育特性、
形態的特徴および成熟後の玄米の形質を経時的に調査し
た。図４にｓｇ１系統の草丈、図５に分げつ数（茎
数）、図６に根長を、図７に葉身を、図８に農業形質を
それぞれ野生型と比較して示す。各図において、Ａおよ
びＢは、それぞれｓｇ１系統および野生型の結果を示
す。

【００２７】図４に示すように、ｓｇ１変異系統（Ａ）
と野生型（Ｂ）の草丈の差（それぞれ１０株の平均）
は、移植後日数を経るにつれて若干増大し、草丈が最大
に達した時点（移植後約８０日）では、ｓｇ１変異系統
の草丈は、約１０％程度野生型に比べて短かった。

【００２８】図５に示すように、分げつ数は、全調査期
間を通じて、ｓｇ１変異系統（Ａ）は、野生型（Ｂ）に
比べ１０〜２０％程度少なかった（それぞれ１０株の平
均）。図６および図７は、圃場に移植後３０日のｓｇ１
変異系統（Ａ）および野生型（Ｂ）の植物体を示す。図
６に見られるように、ｓｇ１変異系統（Ａ）は、野生型
（Ｂ）に比べ根長は短かった。また、図７に見られるよ
うに、ｓｇ１変異系統（Ａ）は、野生型（Ｂ）に比べ、
展開した葉身はやや内側に巻いており、そして葉身幅は
やや狭かった。

【００２９】図８に示すように、成熟期の農業形質の調
査では、ｓｇ１変異系統の穂長は、野生型とほぼ同じで
あったが、１穂当たりの着粒数は野生型に比べ少なく、
稔実歩合はやや低く、玄米千粒重量は約１５％少なく、
そして株あたりの収量は約５０％少なかった。なお、図
８に示す農業形質の特性値は、常法にしたがって、それ
ぞれ１０株について測定した値の平均値である。

【００３０】（実施例３、ＳＧ１遺伝子の完全長ｃＤＮ
Ａの単離およびｍＲＮＡの発現）ｓｇ１変異の原因遺伝
子を同定単離するために、ｓｇ１変異が分離するヘテロ
集団から、ｓｇ１変異を示す個体と、正常個体を識別
し、それぞれの葉身から、ＣＴＡＢ法（Ｍｕｒｒａｙお
よびＴｈｏｍｐｓｏｎ、１９８０、ＮｕｃｌｅｉｃＡｃ
ｉｄｓ Ｒｅｓ．８、４３２１−４３２５）により核Ｄ
ＮＡを抽出した。抽出したＤＮＡを制限酵素ＸｂａＩで
切断し、Ｔｏｓ１７をプローブとしたゲノミックサザン
分析（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ、１９７５、Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉ
ｏｌ．、９８、５０３）を行った。このゲノミックサザ
ン分析によって目的遺伝子の存在を同定し、この遺伝子
を含むＤＮＡ断片をテンプレートＤＮＡとして、ＴＡＩ
Ｌ−ＰＣＲによりＴｏｓ１７挿入部位に隣接するＤＮＡ
塩基配列を決定した。

【００３１】簡単に述べれば、ｓｇ１変異を示す個体と
正常個体から得られたＤＮＡを、それぞれ制限酵素Ｘｂ
ａＩで切断し、アガロース電気泳動後、ナイロンメンブ
レンに吸着させた。Ｔｏｓ１７部分配列（ＸｂａＩ−Ｂ
ａｍＨＩ断片約１０００ｂｐ）をプローブとして用い、
サザンハイブリダイゼーションを行った。その結果、ｓ
ｇ１変異を示す個体では、新規挿入Ｔｏｓ１７のバンド
（約６８００ｂｐ）がホモとして観察されたが、正常個
体ではホモとして観察されず、そして挿入Ｔｏｓ１７の
バンドがｓｇ１変異表現型と完全に連鎖していたことが
わかった。これらの結果より、標準のＴｏｓ１７プロー
ブとハイブリダイズするバンドで示されるＤＮＡがｓｇ
１変異を引き起こす原因遺伝子を含み、このバンドで表
されるゲノム領域にＴｏｓ１７が挿入し、遺伝子型がホ
モになる際にｓｇ１変異体が生じると結論された。そこ
で、このＤＮＡを鋳型としてＴＡＩＬ−ＰＣＲ（Ｌｉｕ
Ｙ−Ｇ．ら、１９９５、Ｇｅｎｏｍｉｃｓ、２５、６７
４−６８１、Ｌｉｕ Ｙ−Ｇ．ら、１９９５、Ｐｌａｎ
ｔ Ｊ．、８、４５７−４６３）によりＴｏｓ１７に隣
接する配列、つまりｓｇ１変異の原因遺伝子の一部の単
離を行った。

【００３２】まず、新たなＴｏｓ１７標的部位を持つ再
生植物からの総ＤＮＡを抽出し、制限酵素ＸｂａＩで切
断した後、電気泳動を行い、Ｔｏｓ１７標的部位の核Ｄ
ＮＡ断片を切り出して、これを鋳型として、以下に示す
３セットのプライマーを用いる３回のＴＡＩＬ−ＰＣＲ
により増幅反応を行った。第１回：Ｔｏｓ１７に特異的
なプライマーＴ１、ＡＧＴＣＧＣＴＧＡＴＴＴＣＴＴＣ
ＡＣＣＡＡＧＧおよび任意プライマーＡ１、ＮＧＴＣＧ
Ａ（Ｇ／Ｃ）（Ａ／Ｔ）ＧＡＮＡ（Ａ／Ｔ）ＧＡＡ。第
２回目：Ｔｏｓ１７に特異的なプライマーＴ２、ＧＡＧ
ＡＧＣＡＴＣＡＴＣＧＧＴＴＡＣＡＴＣＴＴＣＴＣおよ
び任意プライマーＡ１。第３回：Ｔｏｓ１７に特異的な
プライマーＴ３、ＡＴＣＣＡＣＣＴＴＧＡＧＴＴＴＧＡ
ＧＧＧおよびＡ１。次に３回目のＴＡＩＬ−ＰＣＲ産物
をアガロースで電気泳動を行い、目的のＤＮＡ断片を精
製した。市販のＤｙｅＣｙｃｌｅ法を用いたラベリング
キット（ＰＥ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社）を用いて、こ
のＤＮＡをテンプレートとしたシークエンシング反応液
を調製し、ＰＣＲ（９６℃、３分、１サイクル；９６
℃、３０秒、５０℃、１５秒、６０℃、４分、２５サイ
クル）を行い，３７３Ｓ ＤＮＡ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｒ
（ＰＥ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社）でＴｏｓ１７に隣接
する目的遺伝子のＤＮＡ配列を決定した。

【００３３】得られた塩基配列をもとに目的遺伝子に特
異的なプライマーＳＰ１、ＴＴＧＧＡＣＡＴＴＧＣＣＧ
ＧＡＴＴＧＣＣＴＡＴおよびＳＰ２、ＡＣＡＡＧＧＧＡ
ＡＡＣＴＧＧＡＧＴＴＧＣＴＧＡを設計し、常法にした
がって、ＰＣＲ法によって目的遺伝子の断片を増幅し
た。得られた断片（２８４ｂｐ）をプローブとして用
い、イネ種子カルスで発現するｍＲＮＡから作製したｃ
ＤＮＡライブラリー（λＺＡＰＩＩのＸｈｏＩ−Ｅｃｏ
ＲＩにクローニングしたライブラリー）を３回スクリー
ニングし、目的遺伝子のｃＤＮＡをプラスミドｐＢｌｕ
ｅｓｃｒｉｐｔ ＳＫ（−）のマルチクローニング部位
中（ＸｈｏＩ−ＥｃｏＲＩ）にクローニングした（図
９）。そしてクローニングしたｃＤＮＡの全塩基配列を
常法に従い決定し、このｃＤＮＡから推定されるアミノ
酸配列をコードする遺伝子をＳＧ１と命名した。このｃ
ＤＮＡクローンインサートは、全長２５７６塩基で、２
０７０塩基（６８９アミノ酸残基に相当）を有するアミ
ノ酸翻訳領域をコードしていた（図１０）。

【００３４】このイネｃＤＮＡをプローブとして用い、
野生型の核ＤＮＡ抽出物についてサザン分析を行ったと
ころ、ＳＧ１遺伝子はイネ核ゲノムに１コピーのみ存在
し、また日本データバンク（ＤＤＢＪ）に登録されてい
る全遺伝子を対象とした相同性検索を実施した結果、こ
のｃＤＮＡ塩基配列と相同性を有する遺伝子は見出され
なかった。従って、ＳＧ１遺伝子は、新規遺伝子である
と結論付けられた。

【００３５】ｓｇ１系統と野生型の植物体における、Ｓ
Ｇ１遺伝子のｍＲＮＡの発現をノーザン分析で調べたと
ころ、野生型では、特に根におけるの発現量が多く、そ
して種子カルス、根、葉および幼穂においてその発現が
確認された（図１１：Ａはｓｇ１系統およびＢは野生型
のノーザン分析の結果を示すレーンである）。その一
方、ｓｇ１系統のカルスおよび葉ではその発現はわずか
ながら検出された。なお、成熟玄米については、いずれ
もＳＧ１遺伝子のｍＲＮＡは検出されなかった（データ
は示さず）。 （実施例４：ＳＧ１遺伝子を導入した形質転換植物の発
現）クローニングしたＳＧ１遺伝子の機能を確認するた
めに、ＳＧ１遺伝子、およびＳＧ１遺伝子アンチセンス
配列をバイナリーベクターｐＰＺＰ２０２に導入し、形
質転換ベクターを構築した（図１２）。ＳＧ１遺伝子と
しては、配列番号１の１〜２５７６のヌクレオチド配列
にプラスミドｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ ＳＫ（−）のマ
ルチクローニング部位の一部を含んだ２６４５ｂｐのヌ
クレオチド配列を、ＳＧ１遺伝子アンチセンス配列とし
ては、配列番号１の１〜２５７６のヌクレオチド配列に
プラスミドｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ ＳＫ（−）のマル
チクローニング部位の一部を含んだ２６０５ｂｐのヌク
レオチド配列を、バイナリーベクターｐＰＺＰ２０２の
中のＫｐｎＩ−ＳａｃＩ部位、およびＢａｍＨＩ−Ｋｐ
ｎＩ部位にそれぞれ挿入した。各遺伝子は、プロモータ
ーＣａＭＶ３５Ｓとフレームが合うように挿入した。な
お、図１２の（Ａ）中、ＨＰＴｓｅｔは、ハイグロマイ
シン耐性遺伝子を、３５Ｓは、ＣａＭＶ３５Ｓプロモー
ターを、そしてＮＯＳは、ＮＯＳターミネーターをそれ
ぞれ表す。

【００３６】得られた形質転換ベクターを用いて、エレ
クトロポーレーションにより、５０ｍｇ／ｌのカナマイ
シンおよびハイグロマイシンの選択下でＡｇｒｏｂａｃ
ｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ ＥＨＡ１０１株
を形質転換した。得られたアグロバクテリウム株は、使
用するまで凍結保存した。

【００３７】野生型の種子から穎を除き玄米とし、これ
を７０％エタノールで３分間殺菌し、殺菌蒸留水で３回
洗浄した後、さらに５０％の次亜塩酸ナトリウム溶液で
３０分間殺菌し、そして殺菌蒸留水で５回洗浄した。こ
の玄米を、３０ｇ／ｌシュクロース、０．３ｇ／ｌカザ
ミノ酸、２．８ｇ／ｌのプロリン、２．０ｍｇ／ｌの
２，４−Ｄを添加し、４．０ｇ／ｌのゲルライトで固化
させたＮ６培地（Ｃｈｕら、１９７５、Ｓｃｉ．Ｓｉｎ
ｉｃａ、１８、６５９−６６８）を含むカルス誘導培地
上に置いた。なお、培地ｐＨはオートクレーブ前にｐＨ
５．８に調整した。玄米は、２８℃で４週間明所で生育
させ、約５ｍｍの大きさのカルスを得た。このカルスを
アグロバクテリウム感染に用いた。

【００３８】グリセロール中で凍結保存した上記のアグ
ロバクテリウムを、２０ｍｇ／ｌのカナマシイン、５０
ｍｇ／ｌのハイグロマイシン、１００ｍｇ／ｌのスペク
ノマイシンを含みｐＨ７．２に調整し、１５ｇ／ｌの寒
天で固化したＡＢ培地（Ｃｈｉｌｔｏｎら、１９７４、
Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ、７
１、３６７２−３６７６）上で暗所で２８℃３日間の培
養を行った。アグロバクテリウム菌体を集め、１０ｍｇ
／ｌのアセトンシリンゴン（Ｈｉｅｉら、１９９４、Ｐ
ｌａｎｔ Ｊ．、６、２７１−２８２）を含む液体ＡＡ
Ｍ培地(Ｈｉｅｉら、１９９４)に懸濁した。得られた懸
濁液の中に上記のカルスを２分間浸漬した後、殺菌した
ペーパータオルで余分の水分を除き、これを１０ｍｇ／
ｌアセトンシリンゴンを含む上記のカルス誘導培地に置
き、暗所で２８℃、３日間の共存培養を行い、アグロバ
クテリウムを感染させた。得られた感染カルスを殺菌蒸
留水で１０回洗浄し、最後に５００ｍｇ／ｌのカルベニ
シリンを含む殺菌蒸留水で１回洗浄した後、殺菌したペ
ーパータオルで余分の水分を除いた。このカルスを１０
ｍｇ／ｌアセトンシリンゴン、５０ｍｇ／ｌハイグロマ
イシン、３００ｍｇ／ｌカルベニシリンを含む上記のカ
ルス誘導培地で２８℃、２週間の培養を行い、さらに５
０ｍｇ／ｌハイグロマイシン、１００ｍｇ／ｌカルベニ
シリンを含むカルス誘導培地で４週間の培養を行った。
ハイグロマイシン耐性カルスを選択し、３０ｇ／ｌのシ
ュクロース、３０ｇ／ｌのソルビトール、２ｇ／ｌのカ
ザミノ酸、２．２ｍｇ／ｌのカイネチン、１．０ｍｇ／
ｌのＮＡＡ、１００ｍｇ／ｌのカルベニシリン、５０ｍ
ｇ／ｌのハイグロマイシンおよび４ｇ／ｌのゲルライト
を含むｐＨ５．８のＭＳ基礎培地（Ｍｕｒａｓｈｉｇｅ
およびＳｋｏｏｇ、１９６２、Ｐｈｙｓｉｏｌ．Ｐｌａ
ｎｔ．、１５、４７３−４９７）を含む再生培地に移し
た。

【００３９】形質転換体は、ハイグロマイシンを含む再
生培地で容易に再生し、土壌に移して栽培した。

【００４０】野生型のイネにＳＧ１遺伝子アンチセンス
配列を導入した結果、得られた再分化当代（Ｔ₀）の形
質転換イネの生育は、非形質転換イネと同等であった
が、Ｔ₀を自殖させて得られた種子（玄米）（Ｔ₁）に
は、野生型に比べ小粒性を呈するものが認められた（図
１３の（Ａ）：図１３（Ｂ）は対照の野生型の種子であ
る）。

【００４１】この玄米（Ｔ₁）を発芽させ、ハイグロマ
イシン添加培地で生育させたところ、耐性を有する個体
および耐性を有さない個体に分離した。ハイグロマイシ
ン耐性を有する個体（形質転換体）を養成し、形質転換
植物の形態的特性を調べた。その結果、様々な草丈を有
する個体が観察された、この中にはｓｇ１突然変異体と
同じ特徴的形質を示す個体があった。

【００４２】野生型と異なる表現型を示す形質転換イネ
（Ｔ₁）の葉身から、上記と同様に、ゲノムＤＮＡを抽
出し、ＳＧ１遺伝子断片をプローブとして用いサザン分
析を行ったところ、導入されたＳＧ１遺伝子アンチセン
ス配列のコピー数は、個体により異なり、調査した３個
体（Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３）では１〜３個であること
が判明した（図１４：ＳＧ１遺伝子のｃＤＮＡ内部に制
限酵素部位の無い、４種類の制限酵素で処理したサザン
分析の結果である。野生型（Ｂ）の１〜４レーンはいず
れもバンドは１本であり、ＳＧ１遺伝子のコピー数は１
である。形質転換イネＳ−１株ではバンドの数は４、Ｓ
−２株は２、Ｓ−３株は３であったので、新たに導入し
たＳＧ１遺伝子アンチセンス配列の数はそれぞれ３、１
および２である。）。また、形質転換イネ（Ｒ₁）の葉
身から全ＲＮＡを抽出し、ＳＧ１遺伝子断片をプローブ
として用いノーザン分析を行ったところ、導入したＳＧ
１遺伝子アンチセンス配列のｍＲＮＡが多量に発現して
いた（図１５のＡは形質転換イネ、そして図１５のＢは
対照である非形質転換イネのノーザン分析である）。

【００４３】以上のように、ＳＧ１遺伝子アンチセンス
配列の導入により、植物形質転換体は、草丈を含む、種
々の形質を変化させることが判明した。従って、ＳＧ１
遺伝子は植物の形態形成を含む種々の形質に大きな影響
を与えることが確認された。本発明により提供される形
質転換植物は、新しい品種開発の材料として利用可能で
ある。

【００４４】

【発明の効果】植物の根および幼穂で高発現する新規遺
伝子が提供される。この遺伝子を利用することにより、
種々の形態をもつ植物が提供される。

【００４５】

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Hokuriku National Agricultural Experiment Station <120> A novel gene which controls a shape, a method for improving a plan t using the same, and a plant obtained by the method. <140> JP <141> 2000-10-19 <160> 2 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 2576 <212> DNA <213> Rice <220> <221> CDS <222> (259)..(2328) <400> 1 tcgagcgaat tctgaaatcc ccaaattctt ctccgcctct cctcccctcc ccctacagta 60 tttcaaaata tttcaaatca cactacactc tccgtcgtct cctctcctct cctctcctcc 120 ccctctcctc cgcctctctc gcatctgagg ctccgatcgc cggcgacccc agccagaatc 180 cgccgccccg tctcgccctc cccgctcgac gagaccgcgc cgagcggcga agaggcctag 240 tgttcttcgc acctcgcg atg agt agc gcg gtg aag gac cag ctt cac cag 291 Met Ser Ser Ala Val Lys Asp Gln Leu His Gln 1 5 10 atg tcg acg aca tgc gat tcg ctt cta ctg gag ctc aat gtg att tgg 339 Met Ser Thr Thr Cys Asp Ser Leu Leu Leu Glu Leu Asn Val Ile Trp 15 20 25 gat gag gtc ggt gag ccc gac acg acg agg gaa agg atg ctg ctg gag 387 Asp Glu Val Gly Glu Pro Asp Thr Thr Arg Glu Arg Met Leu Leu Glu 30 35 40 ctc gag cag gag tgc ctg gag gtc tac agg cgg aag gtc gac cag gcg 435 Leu Glu Gln Glu Cys Leu Glu Val Tyr Arg Arg Lys Val Asp Gln Ala 45 50 55 aac cgg agc cgc gcc cag ctg cgg aag gcc atc gcc gag ggc gag gca 483 Asn Arg Ser Arg Ala Gln Leu Arg Lys Ala Ile Ala Glu Gly Glu Ala 60 65 70 75 gag ctc gcc ggc atc tgc tca gcc atg ggc gag ccg ccc gtg cac gtt 531 Glu Leu Ala Gly Ile Cys Ser Ala Met Gly Glu Pro Pro Val His Val 80 85 90 aga cag tca aat cag aag ctt cat ggc tta aga gag gag ttg aat gca 579 Arg Gln Ser Asn Gln Lys Leu His Gly Leu Arg Glu Glu Leu Asn Ala 95 100 105 att gtt ccg tat ttg gaa gaa atg aaa aag aaa aag gtc gaa cga tgg 627 Ile Val Pro Tyr Leu Glu Glu Met Lys Lys Lys Lys Val Glu Arg Trp 110 115 120 aac cag ttt gtt cat gtc ata gag cag att aag aaa att tcg tct gaa 675 Asn Gln Phe Val His Val Ile Glu Gln Ile Lys Lys Ile Ser Ser Glu 125 130 135 ata agg cca gcc gat ttt gtt ccc ttt aaa gtt ccg gtt gat cag tct 723 Ile Arg Pro Ala Asp Phe Val Pro Phe Lys Val Pro Val Asp Gln Ser 140 145 150 155 gac ctg tca tta aga aag ctt gat gag ttg acg aag gac ctg gaa tcc 771 Asp Leu Ser Leu Arg Lys Leu Asp Glu Leu Thr Lys Asp Leu Glu Ser 160 165 170 ctt cag aag gag aag agc gat cgg cta aag caa gtg ata gaa cat ttg 819 Leu Gln Lys Glu Lys Ser Asp Arg Leu Lys Gln Val Ile Glu His Leu 175 180 185 aat tct ttg cat tcc tta tgt gag gtg ctt ggc ata gat ttc aag caa 867 Asn Ser Leu His Ser Leu Cys Glu Val Leu Gly Ile Asp Phe Lys Gln 190 195 200 aca gta tat gag gtg cac cct agc ttg gac gaa gct gaa gga tca aag 915 Thr Val Tyr Glu Val His Pro Ser Leu Asp Glu Ala Glu Gly Ser Lys 205 210 215 aac ctg agc aac act aca att gag agg ctt gct gct gcc gca aac aga 963 Asn Leu Ser Asn Thr Thr Ile Glu Arg Leu Ala Ala Ala Ala Asn Arg 220 225 230 235 ctg cgt gaa atg aag atc caa agg atg caa aag ctt caa gat ttt gct 1011 Leu Arg Glu Met Lys Ile Gln Arg Met Gln Lys Leu Gln Asp Phe Ala 240 245 250 tct agc atg ctc gag cta tgg aat ctc atg gat act cca ctt gaa gag 1059 Ser Ser Met Leu Glu Leu Trp Asn Leu Met Asp Thr Pro Leu Glu Glu 255 260 265 cag cag atg ttt cag aat ata aca tgc aat att gct gct tca gaa caa 1107 Gln Gln Met Phe Gln Asn Ile Thr Cys Asn Ile Ala Ala Ser Glu Gln 270 275 280 gag ata act gaa cca aac acc ctc tcc aca gat ttc ctg aat tat gtc 1155 Glu Ile Thr Glu Pro Asn Thr Leu Ser Thr Asp Phe Leu Asn Tyr Val 285 290 295 gaa tct gag gtg tta agg ctt gaa caa ctg aaa gca agt aag atg aaa 1203 Glu Ser Glu Val Leu Arg Leu Glu Gln Leu Lys Ala Ser Lys Met Lys 300 305 310 315 gat ctt gtt tta aaa aag aaa gca gaa cta gaa gag cat aga aga cgt 1251 Asp Leu Val Leu Lys Lys Lys Ala Glu Leu Glu Glu His Arg Arg Arg 320 325 330 gct cat ctt gtt ggc gag gaa ggt tat gca gag gag ttt agc att gaa 1299 Ala His Leu Val Gly Glu Glu Gly Tyr Ala Glu Glu Phe Ser Ile Glu 335 340 345 gct att gaa gct gga gct att gat ccc tca cta gta ctt gaa caa att 1347 Ala Ile Glu Ala Gly Ala Ile Asp Pro Ser Leu Val Leu Glu Gln Ile 350 355 360 gaa gct cac att gca aca gtg aaa gag gaa gct ttt agc cgg aag gat 1395 Glu Ala His Ile Ala Thr Val Lys Glu Glu Ala Phe Ser Arg Lys Asp 365 370 375 att ctt gag aaa gtt gaa aga tgg caa aat gct tgt gaa gag gaa gcc 1443 Ile Leu Glu Lys Val Glu Arg Trp Gln Asn Ala Cys Glu Glu Glu Ala 380 385 390 395 tgg ctg gaa gat tac aac aaa gat gat aat cgt tac aat gct ggg agg 1491 Trp Leu Glu Asp Tyr Asn Lys Asp Asp Asn Arg Tyr Asn Ala Gly Arg 400 405 410 gga gca cat cta aca cta aag agg gct gaa aag gct cgt act ttg gtc 1539 Gly Ala His Leu Thr Leu Lys Arg Ala Glu Lys Ala Arg Thr Leu Val 415 420 425 aac aag att cct gga atg gta gat gtt ttg aga aca aaa att gct gca 1587 Asn Lys Ile Pro Gly Met Val Asp Val Leu Arg Thr Lys Ile Ala Ala 430 435 440 tgg aaa aat gaa cga gga aag gag gat ttc aca tat gat ggt gtt agc 1635 Trp Lys Asn Glu Arg Gly Lys Glu Asp Phe Thr Tyr Asp Gly Val Ser 445 450 455 ctt tcg tca atg ctt gat gaa tat atg ttc gtt cgt cag gag aaa gag 1683 Leu Ser Ser Met Leu Asp Glu Tyr Met Phe Val Arg Gln Glu Lys Glu 460 465 470 475 caa gag aag aag aga caa agg gat cag aag aag ctc cag gat cag ctc 1731 Gln Glu Lys Lys Arg Gln Arg Asp Gln Lys Lys Leu Gln Asp Gln Leu 480 485 490 aaa gcg gag cag gaa gct ttg tac gga tca aaa ccc agt cca tcc aag 1779 Lys Ala Glu Gln Glu Ala Leu Tyr Gly Ser Lys Pro Ser Pro Ser Lys 495 500 505 ccc cta agt aca aag aag gca cct agg cac tct atg ggt ggt gca aac 1827 Pro Leu Ser Thr Lys Lys Ala Pro Arg His Ser Met Gly Gly Ala Asn 510 515 520 cga agg cta tct ctt ggt gga gcc acc atg caa ccc ccg aag act gat 1875 Arg Arg Leu Ser Leu Gly Gly Ala Thr Met Gln Pro Pro Lys Thr Asp 525 530 535 ata ctg cat tca aag tct gtt cgt gct gcc aag aaa act gaa gaa atc 1923 Ile Leu His Ser Lys Ser Val Arg Ala Ala Lys Lys Thr Glu Glu Ile 540 545 550 555 ggc act ttg tcc cct agt agt aga ggt ttg gac att gcc gga ttg cct 1971 Gly Thr Leu Ser Pro Ser Ser Arg Gly Leu Asp Ile Ala Gly Leu Pro 560 565 570 atc aag aag ttg tct ttc aat gcc agt act cta cgt gag acg gag aca 2019 Ile Lys Lys Leu Ser Phe Asn Ala Ser Thr Leu Arg Glu Thr Glu Thr 575 580 585 cct cgt aaa cct ttt gct cag atc aca cca gga aac agt gtc tcg tcg 2067 Pro Arg Lys Pro Phe Ala Gln Ile Thr Pro Gly Asn Ser Val Ser Ser 590 595 600 acg cct gtg cgc cct atc acc aat aac act gag gat gat gag aac agg 2115 Thr Pro Val Arg Pro Ile Thr Asn Asn Thr Glu Asp Asp Glu Asn Arg 605 610 615 act ccg aag aca ttt aca gca ctg aat ccc aag act ccg atg act gtt 2163 Thr Pro Lys Thr Phe Thr Ala Leu Asn Pro Lys Thr Pro Met Thr Val 620 625 630 635 acg gct cca atg cag atg gca atg act ccc tct ctg gcc aac aag gtt 2211 Thr Ala Pro Met Gln Met Ala Met Thr Pro Ser Leu Ala Asn Lys Val 640 645 650 tca gca act cca gtt tcc ctt gtt tac gac aag cca gag gta aca ttg 2259 Ser Ala Thr Pro Val Ser Leu Val Tyr Asp Lys Pro Glu Val Thr Leu 655 660 665 cag gag gac atc gac tac tcc ttt gaa gaa agg cgg ctc gcc atc tat 2307 Gln Glu Asp Ile Asp Tyr Ser Phe Glu Glu Arg Arg Leu Ala Ile Tyr 670 675 680 ctg gcc agg caa atg gtt taa ctgttgatca atttatgtac gtagttgaaa 2358 Leu Ala Arg Gln Met Val 685 690 tctgactgca ttttcttgtc ggtggccatt gcgtatgttg gtcaacaata gtcggccttt 2418 ccagtagcac tattctgatt tactgcaatt gttttaatgt tttctacaac cagtaaaaca 2478 gctctataca ttagcttgct cactactcag tacagctttc tcggcagcac gaaacatttc 2538 tgttctaaaa aaaaaaaaaa aaaaactcgc tcgtgccg 2576 <210> 2 <211> 689 <212> PRT <400> 2 Met Ser Ser Ala Val Lys Asp Gln Leu His Gln Met Ser Thr Thr Cys 1 5 10 15 Asp Ser Leu Leu Leu Glu Leu Asn Val Ile Trp Asp Glu Val Gly Glu 20 25 30 Pro Asp Thr Thr Arg Glu Arg Met Leu Leu Glu Leu Glu Gln Glu Cys 35 40 45 Leu Glu Val Tyr Arg Arg Lys Val Asp Gln Ala Asn Arg Ser Arg Ala 50 55 60 Gln Leu Arg Lys Ala Ile Ala Glu Gly Glu Ala Glu Leu Ala Gly Ile 65 70 75 80 Cys Ser Ala Met Gly Glu Pro Pro Val His Val Arg Gln Ser Asn Gln 85 90 95 Lys Leu His Gly Leu Arg Glu Glu Leu Asn Ala Ile Val Pro Tyr Leu 100 105 110 Glu Glu Met Lys Lys Lys Lys Val Glu Arg Trp Asn Gln Phe Val His 115 120 125 Val Ile Glu Gln Ile Lys Lys Ile Ser Ser Glu Ile Arg Pro Ala Asp 130 135 140 Phe Val Pro Phe Lys Val Pro Val Asp Gln Ser Asp Leu Ser Leu Arg 145 150 155 160 Lys Leu Asp Glu Leu Thr Lys Asp Leu Glu Ser Leu Gln Lys Glu Lys 165 170 175 Ser Asp Arg Leu Lys Gln Val Ile Glu His Leu Asn Ser Leu His Ser 180 185 190 Leu Cys Glu Val Leu Gly Ile Asp Phe Lys Gln Thr Val Tyr Glu Val 195 200 205 His Pro Ser Leu Asp Glu Ala Glu Gly Ser Lys Asn Leu Ser Asn Thr 210 215 220 Thr Ile Glu Arg Leu Ala Ala Ala Ala Asn Arg Leu Arg Glu Met Lys 225 230 235 240 Ile Gln Arg Met Gln Lys Leu Gln Asp Phe Ala Ser Ser Met Leu Glu 245 250 255 Leu Trp Asn Leu Met Asp Thr Pro Leu Glu Glu Gln Gln Met Phe Gln 260 265 270 Asn Ile Thr Cys Asn Ile Ala Ala Ser Glu Gln Glu Ile Thr Glu Pro 275 280 285 Asn Thr Leu Ser Thr Asp Phe Leu Asn Tyr Val Glu Ser Glu Val Leu 290 295 300 Arg Leu Glu Gln Leu Lys Ala Ser Lys Met Lys Asp Leu Val Leu Lys 305 310 315 320 Lys Lys Ala Glu Leu Glu Glu His Arg Arg Arg Ala His Leu Val Gly 325 330 335 Glu Glu Gly Tyr Ala Glu Glu Phe Ser Ile Glu Ala Ile Glu Ala Gly 340 345 350 Ala Ile Asp Pro Ser Leu Val Leu Glu Gln Ile Glu Ala His Ile Ala 355 360 365 Thr Val Lys Glu Glu Ala Phe Ser Arg Lys Asp Ile Leu Glu Lys Val 370 375 380 Glu Arg Trp Gln Asn Ala Cys Glu Glu Glu Ala Trp Leu Glu Asp Tyr 385 390 395 400 Asn Lys Asp Asp Asn Arg Tyr Asn Ala Gly Arg Gly Ala His Leu Thr 405 410 415 Leu Lys Arg Ala Glu Lys Ala Arg Thr Leu Val Asn Lys Ile Pro Gly 420 425 430 Met Val Asp Val Leu Arg Thr Lys Ile Ala Ala Trp Lys Asn Glu Arg 435 440 445 Gly Lys Glu Asp Phe Thr Tyr Asp Gly Val Ser Leu Ser Ser Met Leu 450 455 460 Asp Glu Tyr Met Phe Val Arg Gln Glu Lys Glu Gln Glu Lys Lys Arg 465 470 475 480 Gln Arg Asp Gln Lys Lys Leu Gln Asp Gln Leu Lys Ala Glu Gln Glu 485 490 495 Ala Leu Tyr Gly Ser Lys Pro Ser Pro Ser Lys Pro Leu Ser Thr Lys 500 505 510 Lys Ala Pro Arg His Ser Met Gly Gly Ala Asn Arg Arg Leu Ser Leu 515 520 525 Gly Gly Ala Thr Met Gln Pro Pro Lys Thr Asp Ile Leu His Ser Lys 530 535 540 Ser Val Arg Ala Ala Lys Lys Thr Glu Glu Ile Gly Thr Leu Ser Pro 545 550 555 560 Ser Ser Arg Gly Leu Asp Ile Ala Gly Leu Pro Ile Lys Lys Leu Ser 565 570 575 Phe Asn Ala Ser Thr Leu Arg Glu Thr Glu Thr Pro Arg Lys Pro Phe 580 585 590 Ala Gln Ile Thr Pro Gly Asn Ser Val Ser Ser Thr Pro Val Arg Pro 595 600 605 Ile Thr Asn Asn Thr Glu Asp Asp Glu Asn Arg Thr Pro Lys Thr Phe 610 615 620 Thr Ala Leu Asn Pro Lys Thr Pro Met Thr Val Thr Ala Pro Met Gln 625 630 635 640 Met Ala Met Thr Pro Ser Leu Ala Asn Lys Val Ser Ala Thr Pro Val 645 650 655 Ser Leu Val Tyr Asp Lys Pro Glu Val Thr Leu Gln Glu Asp Ile Asp 660 665 670 Tyr Ser Phe Glu Glu Arg Arg Leu Ala Ile Tyr Leu Ala Arg Gln Met 675 680 685 Val

【図面の簡単な説明】

【図１】あきたこまちの野生型およびその胚乳形成突然
変異体ｓｇ１の玄米の写真である。（Ａ）はｓｇ１の玄
米、そして（Ｂ）は野生型の玄米である。

【図２】あきたこまちの野生型およびその胚乳形成突然
変異体ｓｇ１の幼植物の写真である。（Ａ）はｓｇ１の
幼植物、そして（Ｂ）は野生型の幼植物である。

【図３】あきたこまちの野生型およびその胚乳形成突然
変異体ｓｇ１の幼植物の側根を示す写真である。（Ａ）
はｓｇ１の幼植物、そして（Ｂ）は野生型の幼植物であ
る。

【図４】あきたこまちの野生型およびその胚乳形成突然
変異体ｓｇ１の草丈の経日変化を示す図である。（Ａ）
はｓｇ１系統、そして（Ｂ）は野生型の草丈を示す。

【図５】あきたこまちの野生型およびその胚乳形成突然
変異体ｓｇ１の茎数の経日変化を示す図である。（Ａ）
はｓｇ１系統、そして（Ｂ）は野生型の茎数を示す。

【図６】あきたこまちの野生型およびその胚乳形成突然
変異体ｓｇ１の圃場移植後３０日目の植物体の写真であ
る。（Ａ）はｓｇ１系統、そして（Ｂ）は野生型であ
る。

【図７】あきたこまちの野生型およびその胚乳形成突然
変異体ｓｇ１の圃場移植直後の植物体の写真である。
（Ａ）はｓｇ１系統、そして（Ｂ）は野生型である。

【図８】あきたこまちの野生型およびその胚乳形成突然
変異体ｓｇ１の成熟期の農業形質の比較を示す図であ
る。（Ａ）はｓｇ１系統、そして（Ｂ）は野生型であ
る。

【図９】ＳＧ１遺伝子のプラスミドｐＢｌｕｅｓｃｒｉ
ｐｔ ＳＫ（−）中にクローニングされたｃＤＮＡ断片
の概略を示す図である。

【図１０】ＳＧ１遺伝子の塩基配列および推定されるア
ミノ酸配列を示す図である。

【図１１】ｓｇ１系統と野生型植物体の各器官における
ｍＲＮＡの発現を示す図である。（Ａ）はｓｇ１系統、
そして（Ｂ）は野生型である。

【図１２】ＳＧ１遺伝子（センス）およびアンチセンス
ＳＧ１遺伝子を含む形質転換ベクターの一部を示す図で
ある。（Ａ）は、センスＳＧ１遺伝子を、（Ｂ）は、ア
ンチセンスＳＧ１遺伝子をそれぞれ含む形質転換ベクタ
ーの一部を示す図である。

【図１３】アンチセンスＳＧ１遺伝子を導入した形質転
換イネの玄米（Ａ）と非形質転換イネの玄米（Ｂ）の写
真である。

【図１４】アンチセンスＳＧ１遺伝子を導入した形質転
換イネ（Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３）と非形質転換イネ
（Ｂ）におけるＳＧ１遺伝子のコピー数の比較を示す図
である。

【図１５】アンチセンスＳＧ１遺伝子を導入した形質転
換イネと非形質転換イネ（Ｂ）にの葉身におけるｍＲＮ
Ａの発現の比較を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 秀之 新潟県上越市稲田１−４−19 越路寮７号 (72)発明者 王 慶▲ギョク▼ 新潟県上越市鴨島３−７−31コーポタナベ 201 Ｆターム(参考） 2B030 AA02 AB03 AD14 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD06 CD07 CD09 CD10 CD13 CD17 CD21 4B024 AA08 BA80 CA01 CA03 CA04 CA09 CA11 CA12 DA01 DA05 EA04 FA02 FA07 FA10 GA11 GA14 GA17 HA12 4B065 AA11X AA88Y AA89X AB01 BA01 BA03 BA16 CA24 CA53 4H045 AA10 BA10 CA31 FA74

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 植物の形態を制御する遺伝子をコードす
   るポリヌクレオチドであって、配列表の配列番号２の１
   位のＭｅｔから６８９位のＶａｌまでのアミノ酸配列を
   コードするポリヌクレオチド、または該アミノ酸配列に
   おいて１もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは
   付加されたアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチド
   を含む、ポリヌクレオチド。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のポリヌクレオチドによ
   ってコードされる、アミノ酸配列を含む、タンパク質。
3. 【請求項３】 制御配列、および該制御配列に作動可能
   に連結された請求項１に記載のポリヌクレオチドを含
   む、ベクター。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のポリヌクレオチドによ
   りコードされる遺伝子のアンチセンス配列を含む、ベク
   ター。
5. 【請求項５】 植物を改変する方法であって、 請求項４に記載のベクターを植物組織に導入し、形質転
   換体を得る工程；該形質転換体を再生し、植物体を得る
   工程；および該植物体を所望の形質について選抜する工
   程、 を包含する、方法。
6. 【請求項６】 前記所望の形質が、小粒性、短稈、およ
   び濃緑葉からなる群から選択される、請求項５に記載の
   方法。
7. 【請求項７】 請求項４に記載のベクターで形質転換さ
   れた、植物体。