JP2003180366A - 高等植物における伸展活性化カルシウム透過チャンネルのＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子および当該遺伝子を用いたトランスジェニック植物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高等植物において重力屈性に関連する遺伝子
および当該遺伝子を用いたトランスジェニック植物を提
供する。 【解決手段】 酵母のｍｉｄ１変異株の致死性を機能的
に相補しうる遺伝子として、高等植物のシロイヌナズナ
から、伸展活性化カルシウム透過チャンネルをコードす
る遺伝子を同定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高等植物における
重力屈性に関連する遺伝子および当該遺伝子を用いたト
ランスジェニック植物に関する。詳細には、高等植物の
伸展活性化カルシウム透過チャンネルをコードするＡｔ
ＭＩＤ１Ａ遺伝子、前記遺伝子によりコードされ、且つ
伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネルの機能を有するタンパ
ク質に関する。本発明はまた、前記遺伝子の発現が変更
されたトランスジェニック植物に関する。

【０００２】

【従来の技術】植物の根は重力の方向に伸長し、茎は重
力に逆らって成長するが、この当たり前の生命現象は植
物の重力屈性として知られ、まず最初に植物が重力を感
知するということから開始されると考えられている。植
物の重力屈性は長く研究の対象となっており、また、宇
宙ステーションが現実のものとなった今日その研究はあ
らためて注目を集めている。しかし、植物が如何にして
重力を感知するか、その植物における重力センサーおよ
び重力屈性の分子レベルの機構は生化学的、分子生物学
的には全く知られていない。

【０００３】植物のみならず全ての細胞において、重力
センサーは重力という機械的刺激を受容し、そのシグナ
ルを細胞内に伝達しうる機械受容チャンネル分子、例え
ば伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネル等であろうと予測さ
れていたが、細菌などの原核生物ではいくつかの分子が
同定されているものの、真核生物では配列相同性のある
分子は全く知られていなかった。近年、酵母の突然変異
株を用いた分子生物学的・電気生理学的解析により真核
生物として初めて機械受容チャンネル遺伝子ＭＩＤ１が
同定され、この遺伝子が伸展活性化カルシウム透過チャ
ンネルであることが報告された（Iida H., et al., Mo
l. Cell. Biol. 14 (1994), pp. 8259-8271 ; Kanzaki
M. et al., Science 285 (1999), pp. 882-886）。しか
し、この分子はそれ自体が直接重力を関知するわけでは
なく、重力等の機械的刺激により生じる細胞や組織の荷
重が細胞に対して作用し、この伸展活性化Ｃａ²⁺透過チ
ャンネルが活性化されると予測されており、生体に対す
る重力作用の多くはこのような形で細胞に作用すると考
えられた。その意味で機械受容チャンネルは、実質的に
細胞の重力センサーの有力な候補である。

【０００４】一方、種々の動物や植物において、その全
ゲノム構造を解析するゲノムプロジェクトが進行し、高
等植物においては、単子葉類では例えばイネなど、そし
て双子葉類では例えばシロイヌナズナについてゲノムの
解析が急速に進行している。特にシロイヌナズナではゲ
ノム構造の解析は既に完了しているが、これらの遺伝子
データバンクをサーチしても、酵母にて見出されたＭＩ
Ｄ１と配列相同性がある遺伝子は、シロイヌナズナのゲ
ノムを含む高等植物からは見出されなかった。

【０００５】しかしながら、高等植物における重力屈性
の機構を解明することは、風雨などに対して耐性を有
し、また倒れたとしても立て直すことが可能な農作物、
特に穀物を作製しうるために、基礎科学の分野のみなら
ず、農業においても非常に重要である。このため、高等
植物において重力センサーに関連する、伸展活性化Ｃａ
²⁺透過チャンネルなどの機械受容チャンネルの遺伝子の
取得が求められている。

【０００６】

【本発明が解決すべき課題】従って、本発明の課題は、
高等植物において重力屈性に関連する遺伝子および当該
遺伝子を用いたトランスジェニック植物を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意研究した結果、酵母のｍｉｄ１変異株
の致死性を機能的に相補しうる遺伝子として、高等植物
のシロイヌナズナから、伸展活性化カルシウム透過チャ
ンネルをコードする遺伝子を同定した。

【０００８】従って、本発明は、高等植物における伸展
活性化カルシウム透過チャンネルの遺伝子および当該遺
伝子を用いたトランスジェニック植物に関する。詳細に
は、シロイヌナズナ由来のＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子および
当該遺伝子によりコードされる伸展活性化カルシウム透
過チャンネルの機能を有するタンパク質に関する。

【０００９】本発明の遺伝子ＡｔＭＩＤ１Ａは、高等植
物のシロイヌナズナのｃＤＮＡライブラリーから酵母ｍ
ｉｄ１変異株の致死性を機能的に相補しうる遺伝子とし
てスクリーニングして特定された、４２１アミノ酸をコ
ードする全長１,２６６bpからなる新規遺伝子である。
本発明のＡｔＭＩＤ１Ａは、酵母ｍｉｄ１変異株の致死
性を機能的に相補しうること、さらに実際に酵母におい
て発現させた結果から、酵母の伸展活性化カルシウム透
過チャンネルをコードする遺伝子ＭＩＤ１と同じ機能を
有する、即ちシロイヌナズナ由来の伸展活性化カルシウ
ム透過チャンネルをコードする遺伝子であることが示さ
れている。

【００１０】本発明の遺伝子ＡｔＭＩＤ１Ａのクローニ
ングに際して、酵母で同定された伸展活性化カルシウム
透過チャンネルをコードする遺伝子ＭＩＤ１と配列相同
性を有する遺伝子は遺伝子データベース上では見出され
なかったため、直接、高等植物のｃＤＮＡから伸展活性
化カルシウム透過チャンネルをコードする遺伝子のクロ
ーニングを試みた。材料としては、栽培が容易で世代交
代も早く、且つゲノム構造の解析が進行しているシロイ
ヌナズナを用いた。

【００１１】本発明の遺伝子のクローニングには、Mine
t等のシロイヌナズナ由来のｃＤＮＡライブラリーｃＤ
ＮＡを用いた（Minet M. et al., Plant J. 2 (1992),
pp.417-422を参照）。前記ライブラリーのｃＤＮＡクロ
ーンを包含する組換えベクターで酵母ｍｉｄ１変異株を
形質転換し、選択培地にてインキュベートして形質転換
体を得た（Minet 等）。前記変異株はＭＩＤ１遺伝子欠
失株であり、α因子を添加すると死に至る。そこで、前
記形質転換体にα因子を添加し、外来性遺伝子によりＭ
ＩＤ１遺伝子の機能が補足され、生存する株を得た。得
られた陽性クローンについて、そのｃＤＮＡの塩基配列
およびコードされるアミノ酸配列を決定した。

【００１２】従って、１つの態様において本発明は、伸
展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネルの機能を有し、且つ下記
のアミノ酸配列： （ａ）SEQ ID NO: 2 に示されるアミノ酸配列、または
（ｂ）(ａ)に示される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
酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子に関す
る。

【００１３】本発明の別の態様において、本発明の伸展
活性化カルシウム透過チャンネルをコードする遺伝子
は、次の塩基配列： （ａ）SEQ ID NO: 1 に示される塩基配列、（ｂ）(ａ)
に示される塩基配列とストリンジェントな条件下でハイ
ブリダイズする塩基配列、または（ｃ）上記(ａ)もしく
は(ｂ)の塩基配列と相補的な塩基配列からなる。

【００１４】本発明はまた、センスまたはアンチセンス
の向きにて作動的なプロモーター配列に連結された本発
明の遺伝子をコードするＤＮＡを含む組換え発現ベクタ
ーに関する。本発明の遺伝子の高レベル発現および／ま
たは部位もしくは時期特異的な発現を所望する場合に
は、当該ＤＮＡをセンスの向きにてプロモーターに連結
する。一方、伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネルの発現を
阻害（例えば部位または時期特異的な阻害）を所望する
場合には、アンチセンスの向きにてプロモーターに連結
する。

【００１５】また、本発明の遺伝子の発現を阻害するた
めに、ＲＮＡｉ（RNA interference）を利用することが
できる。この方法では、標的ＲＮＡ（本発明においては
ＡｔＭＩＤ１ＡのｍＲＮＡ）のセンスおよびアンチセン
スＲＮＡを、連結した１つの分子として植物細胞内で発
現させる。発現したそのＲＮＡ分子は分子内水素結合に
より二本鎖ＲＮＡ分子を形成するが、本来のｍＲＮＡと
も二本鎖ＲＮＡを形成する。このような二本鎖ＲＮＡ分
子は細胞内ＲＮＡ分解機構により分解されるため、結果
的に標的ＲＮＡが分解される（Chuang C. F. and Meyer
owitz E. M., Proc. Natl Acad. Sci USA 97: pp. 4985
-4990, 2000）。

【００１６】本発明の遺伝子の発現を阻害するために、
リボザイムもまた用いることができる。所望の標的ＲＮ
Ａを特異的に切断し、標的ＲＮＡを機能的に不活性化す
るリボザイムを設計することが可能である。また、アン
チセンスＲＮＡ中にリボザイム配列を包含させることも
効果的であり、そのような標的ＲＮＡ特異的リボザイム
の設計と使用は、例えばHaseloff et al., Nature 334,
pp.585-591 (1988)に記載されている。また、本発明の
遺伝子の発現を阻害するために、Ｔ−ＤＮＡ挿入法（Fe
ldmann, K. A. Plant J. 1: pp.71-82, 1991）およびエ
チルメタンスルホン酸などによる突然変異誘発法を用い
ることができる。

【００１７】本発明の遺伝子をコードするＤＮＡを発現
させるためのプロモーター／エンハンサー配列は、植物
細胞において本発明の遺伝子を発現しうる任意のもの、
例えばアグロバクテリウムまたはリゾビウムのような植
物細胞内で発現する遺伝子を含む、植物、植物ウイル
ス、細菌由来のプロモーターを用いることができる。そ
のようなプロモーターの例には、Agrobacterium tumefa
ciensのＴ−ＤＮＡ由来のプロモーター、Ｓｍａｓプロ
モーター、桂皮アルコールデヒドロゲナーゼプロモー
タ、Ｎｏｓプロモーター、リブロース二リン酸カルボキ
シラーゼオキシゲナーゼ（Rubisco）プロモーター、Ｇ
ＲＰ１−８プロモーター、カリフラワー・モザイク・ウ
イルス（ＣａＭＶ）からの３５Ｓプロモーター、植物由
来のアクチンやヒストン等のプロモーター／エンハンサ
ーおよび公知である種々の植物遺伝子からのその他の転
写開始領域が包含される。また、ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子
のプロモーター配列も用いることができる。

【００１８】また、本発明の遺伝子を効率よく発現させ
るために、遺伝子のコード領域のポリヌクレオチドコー
ディング領域の３′末端にポリ(Ａ)⁺配列を包含させる
のが好ましい。ポリ(Ａ)⁺配列は、種々の植物遺伝子ま
たはＴ−ＤＮＡ由来のものを用いることができるが、こ
れらに限定されるものではない。また、所望の遺伝子を
高レベルにて発現させるのに有用な他の配列、例えば特
定の遺伝子のイントロン配列、５′不翻訳領域の配列な
どを本願発明の組換え発現ベクターに包含させることが
できる。

【００１９】本発明の組換え発現ベクターは、選択マー
カー遺伝子として種々の抗生物質耐性遺伝子や他のマー
カー遺伝子をコードする配列を包含させるのが好まし
い。マーカー遺伝子の例には、抗スペクチノマイシン遺
伝子、ストレプトマイシン耐性遺伝子（ストレプトマイ
シンホスホトランスフェラーゼ（SPT）遺伝子）、カナ
マイシンまたはジェネティシン耐性のネオマイシンホス
ホトランスフェラーゼ（NPTII）遺伝子、ハイグロマイ
シン耐性のハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ
（HPT）遺伝子、アセト乳酸合成酵素（ALS）を阻害する
除草剤に対する耐性遺伝子、グルタミン合成酵素を阻害
する除草剤に対する耐性遺伝子（例えばbar 遺伝子）、
β−グルクロニダーゼ遺伝子、ルシフェラーゼ遺伝子等
が包含される。

【００２０】また、高等植物の遺伝子発現に有用な代表
的なベクターは当該技術分野においてよく知られてお
り、Rogers et al., Methods Enzymol., 153: pp.253-2
77 (1987)に記載されるAgrobacterium tumefaciensのＴ
ｉプラスミド由来のベクターなどのベクターＤＮＡの一
部を植物細胞に導入した際に宿主植物のゲノムに組込み
うるベクター、例えばＴｉプラスミド由来のｐＫＹＬＸ
６、ｐＫＹＬＸ７、ｐＢＩ１０１、ｐＢＨ２１１３、ｐ
ＢＩ１２１（Clontech Laboratories, Inc., Palo Alt
o, CA）およびこれらから誘導し得る組換えプラスミド
が含まれる。

【００２１】本発明の組換え発現ベクターは、外来性遺
伝子を植物細胞に導入するための公知の方法、例えばパ
ーティクルガン法、エレクトロポレーション法、ポリエ
チレングリコール（ＰＥＧ）法、リン酸カルシウム法、
ＤＥＡＥデキストラン法、マイクロインジェクション、
リポフェクション法およびアグロバクテリウム法などの
微生物媒介トランスフェクション法を用いて所望の植物
細胞に導入することができる。植物細胞においては、パ
ーティクルガン法、エレクトロポレーション法、ポリエ
チレングリコール（ＰＥＧ）法およびアグロバクテリウ
ム法が好ましく、アグロバクテリウム法が特に好ましい
（Bechtold N. & Pelletier G., Methods Mol. Biol. 8
2, pp.259-266, 1998）。

【００２２】故に、本発明は、前記遺伝子または組換え
発現ベクターを用いて作成され、且つその発現が変更さ
れたトランスジェニック植物に関する。本発明によれ
ば、例えば重力に影響を受けないまたは風雨等に対して
耐性を有するトランスジェニック植物が提供される。伸
展活性化カルシウム透過チャンネルは重力、接触、浸透
圧、風圧などを感知するセンサーとしての役割を果たし
ており、その機能は植物の生長に大きく影響する。この
ため、本発明は前記遺伝子を植物体全体、または局所的
および／または時期特異的に発現させることからなる、
トランスジェニック植物における重力屈性を制御する方
法。別の態様において、本発明は、請求項１〜３のいず
れか１項に記載の遺伝子に対するアンチセンスＲＮＡ、
ＲＮＡｉおよび／またはリボザイムを植物体全体または
局所的に発現させること、並びにＴ−ＤＮＡの挿入また
は突然変異誘発剤を使用することにより、内在性の当該
遺伝子の発現を阻害することからなる、トランスジェニ
ック植物における重力屈性を制御する方法に関する。植
物体全体、または局所的および／または時期特異的な発
現は、その発現に用いるプロモーター・エンハンサーを
適宜選択することにより達成することができる。

【００２３】また、当該遺伝子は気孔を構成する孔辺細
胞においても発現している。気孔は高等植物の光合成に
重要な役割を果たしており、その機能は光合成能を決定
する大きな要因の一つである。本発明の遺伝子を用いれ
ば、その植物の光合成能を向上させることができる。故
に、本発明はまた、その光合成能が改善されたトランス
ジェニック植物を提供する。

【００２４】また、本発明のこの態様において、植物に
導入された伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネルをコードす
る遺伝子は宿主の植物細胞のゲノムに組み込まれ、後の
世代まで安定的に保持される。故に、本発明は、上記ト
ランスジェニック植物細胞から再生される植物体、その
部分並びにその繁殖体（例えば種子や無性生殖体）およ
び子孫を包含する。

【００２５】なお、本明細書にて使用する用語「植物」
は、植物全体、植物器官（例えば葉、幹、根など）、種
子および植物細胞およびその子孫を包含する。また、
「植物細胞」は種子懸濁培養物、胚、分裂組織部位、カ
ルス組織、葉および根由来の細胞、並びに配偶体（胚、
花粉）およびその前駆体細胞が包含される。本発明の方
法で使用され得る植物は、一般に形質転換技術に従う高
度な植物と同じように広く、単子葉および双子葉植物の
両方を含む。

【００２６】本発明はまた、本発明の遺伝子によりコー
ドされ、伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネルの機能を有す
るタンパク質に関する。当該タンパク質、その断片また
はアミノ酸配列の情報から得られるペプチドを抗原とし
て用いて、伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネルを特異的に
認識しうる抗体の作製に用いることができる。故に、あ
る態様において、本発明は伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャン
ネルを特異的に認識しうる抗体、例えばポリクローナル
抗体またはモノクローナル抗体に関する。前記抗原とし
て、抽出した天然のタンパク質、組換えタンパク質、こ
れらのタンパク質の部分的分解物、または本発明のタン
パク質のアミノ酸配列に基づく合成ペプチドを用いるこ
とができる。合成ペプチドは、例えばSEQ ID NO: 2に示
されるアミノ酸配列から選択される少なくとも５個の連
続したアミノ酸配列、好ましくは１０〜１５アミノ酸残
基からなるポリペプチドである。本発明の抗体は、常法
（例えば、Harlow, E. & Lane,D, in Antibodies-Labor
atory Manual Cold SpringHarbor Laboratory Press.,
pp.53-138, 1988）に従って作製することができる。

【００２７】本発明にかかる抗体は、ＡｔＭＩＤ１Ａ遺
伝子によりコードされる伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネ
ルのタンパク質の検出に用いることができるが、これら
と配列相同性がある他の伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネ
ルの検出および検索にも使用することができる。従っ
て、本発明はまた、前記抗体を用いる伸展活性化Ｃａ²⁺
透過チャンネルの検出および／または検索方法に関し、
前記方法によって同定される新規な伸展活性化Ｃａ²⁺透
過チャンネルもまた本発明に包含される。本発明の検出
および／または検索法によれば、他の高等植物における
伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネルを容易に同定すること
が可能である。

【００２８】本発明はまた、SEQ ID NO: 1に示される塩
基配列およびその相補的配列において、少なくとも１０
個の連続した塩基配列からなるオリゴヌクレオチドに関
する。オリゴヌクレオチドの長さは、好ましくはアミノ
酸５個の長さに対応する１４個であるのが好ましく、ア
ミノ酸７個に対応する２０個以上であるのがさらに好ま
しい。そのようなプライマーにはその５′末端に適する
制限酵素部位を包含させることができる。オリゴヌクレ
オチドプライマーは、本発明の伸展活性化Ｃａ ²⁺透過チ
ャンネルをコードするＤＮＡおよびＲＮＡの検出に用い
るとができ、その手法としては公知の遺伝子検出法を用
いることができるが、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）
法が特に好ましい。

【００２９】また、これらのプライマーを用いて、他の
高等植物由来のＤＮＡライブラリー（ｃＤＮＡ、ゲノム
ＤＮＡ）から、新規な伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネル
をコードするＤＮＡをクローニングすることもできる。
その手段としては、公知の適する方法を用いることがで
きるが、ＰＣＲ法が好ましい。

【００３０】伸展活性化カルシウム透過チャンネルは高
等植物においてその生育に必須であるため、これをコー
ドする遺伝子は全ての高等植物（即ち、単子葉類、双子
葉類）に存在し、その塩基配列や当該遺伝子によりコー
ドされるアミノ酸配列は全体的にまたは部分的に保存さ
れていると考えられる。このため、本発明の遺伝子およ
び／またはその配列情報に基づいて、他の植物から伸展
活性化カルシウム透過チャンネルおよび／またはこれを
コードする遺伝子は、例えば上述の方法を用いて容易に
取得することができる。

【００３１】

【実施例】［実施例１］ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子のスクリ
ーニング シロイヌナズナ由来のｃＤＮＡライブラリーを用いてス
クリーニングを行った。このライブラリー中の各クロー
ンは、ホスホグリセリン酸キナーゼのプロモーターおよ
び酵母のＵＲＡ３遺伝子を含む酵母における発現ベクタ
ーｐＦＬ６１中にあり、選択したｃＤＮＡクローンを酵
母にて発現させることができる（MinetM. et al., Plan
t J. 2 (1992), pp.417-422）。このライブラリーを用
いて酢酸カリウム形質転換法により、ウラシル栄養要求
性のｍｉｄ１変異体（ＭＡＴａｍｉｄ１ ｕｒａ３）を
形質転換した。次いで形質転換体は、ロイシン、アデニ
ンおよびトリプトファンを補足したＳＤ培地（０.６７
％イーストチッソベース[Yeast Nitrogen Base, YNB]
(アミノ酸不含)，２％デキストロース）にて３０℃で３
〜１０日間インキュベートした。得られたＵｒａ⁺形質
転換体をα因子（最終濃度６μM）を含む前記培地中に
おいて３０℃で２〜３日インキュベートし、次いでメチ
レンブルーを培地に添加して、白色のコロニーを得た。
このクローンは、ＭＩＤ遺伝子の機能を補足しうるシロ
イヌナズナ由来の遺伝子（ｃＤＮＡ）を包含するクロー
ンである。

【００３２】［実施例２］配列決定およびそのデータベ
ース解析 得られたクローンのｃＤＮＡの塩基配列をチェインター
ミネーション法（Shimadzu DSQ-2000）を用いて決定
し、得られた遺伝子をＡｔＭＩＤ１Ａと命名した。Ａｔ
ＭＩＤ１Ａ遺伝子の塩基配列をSEQ ID NO: 1に、この遺
伝子がコードするアミノ酸配列をSEQ ID NO: 2に示す。
また、ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子産物と酵母のＭＩＤ１遺伝
子産物についてに疎水性プロットおよび配列相同性につ
いて解析したところ、両者の疎水性プロットのパターン
は似ている（図１を参照）が、アミノ酸配列の比較で
は、同一のアミノ酸：１３.１％、類似のアミノ酸１９.
２％：総計３２.３％と有意な相同性は検出されなかっ
た。

【００３３】次いで、ＡｔＭＩＤ１Ａの塩基配列および
コードされるアミノ酸を相同性等について、遺伝子デー
タベース（National Center for Biotechnology Inform
ationに登録されている全てのデーターベース）を用い
て検索した。解析ソフトはＦＡＳＴＡ、ＢＬＡＳＴ等を
用いた。SEQ ID NO: 1の塩基配列については、すべての
エントリー遺伝子に対して、SEQ ID NO: 2のアミノ酸配
列については、エントリーアミノ酸配列およびエントリ
ー遺伝子より翻訳されるアミノ酸配列に対して行った。
特に、シロイヌナズナの全ゲノム構造が既に解析されて
おり、何れの遺伝子に相当するかを検索した。その結
果、SEQ ID NO: 1の塩基配列については、タンパク質を
コードしていると推測されているが機能が全く不明であ
る、シロイヌナズナの第２染色体上の遺伝子“Ｔ１９Ｋ
４.５０（Accession No. AL022373）”（SEQ ID NO:
3）であることが示され、同じ染色体上に相同性のある
遺伝子Ａｔ２ｇ１７７８０（GB: ABB80785）（ＡｔＭＩ
Ｄ１Ｂ）が見出されたが、それ以外に相同性の高い遺伝
子は検出されなかった。SEQ ID NO: 2のアミノ酸配列に
ついても、前記Ｔ１９Ｋ４.５０のコード領域（SEQ ID
NO: 4）、前記Ａｔ２ｇ１７７８０のコード領域のアミ
ノ酸配列を除いて、顕著な相同性を有する配列は検出さ
れなかった。

【００３４】また、ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子（ｃＤＮＡ）
は４２１アミノ酸をコードしており、登録されているＴ
１９Ｋ４.５０のゲノム情報（即ち４４７アミノ酸をコ
ードする）とは相違している。これは、ゲノム情報から
推測されたコード領域（エクソン／イントロンの位置）
に誤りがあり、ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子産物には次のアミ
ノ酸配列：Val Ile Leu Pro Ala Phe Trp Ser Asn Lys
Phe Leu Cys Leu MetLeu Trp Tyr Ile Glu Ile Leu Ile
Val Ile Gln（SEQ ID NO: 5）が存在しないことが明ら
かとなった。

【００３５】［実施例３］ ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子の酵
母における発現 ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子をｍｉｄ１変異株において発現さ
せ、発現したＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子によるｍｉｄ１変異
株の致死性の相補（生存率）およびＣａ²⁺イオンの取込
みについて試験した。

【００３６】（１）ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子による致死性
の相補 実施例１で得られたＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子を含む（ｐＦ
Ｌ６１−ＡｔＭＩＤ１Ａ）を用いて酵母ｍｉｄ１変異株
（ＭＡＴａ ｍｉｄ１ ｕｒａ３）を形質転換して、次
いでα因子を添加してその生存率を調べた。具体的に
は、実施例１に従って発現プラスミドｐＦＬ６１−Ａｔ
ＭＩＤ１Ａで形質転換して、ロイシン、アデニンおよび
トリプトファンを補足したＳＤ培地中にて３０℃で１２
〜１６時間震盪培養し、次いでα因子を添加して０〜８
時間後の形質転換体の生存率を調べた。なお、ポジティ
ブコントロールには、正常なＭＩＤ１遺伝子を有する野
生株をプラスミドベクターｐＦＬ６１で形質転換したも
の（ＭＩＤ１／ｐＦＬ６１）を、ネガティブコントロー
ルにはｍｉｄ１変異株を同ベクターで形質転換したもの
（ｍｉｄ１／ｐＦＬ６１）を用いた。その結果、ｍｉｄ
１／ｐＦＬ６１（ネガティブコントロール）では８時間
後では生存率が１０％程度まで低下するのに対し、ｍｉ
ｄ１／ｐＦＬ６１−ＡｔＭＩＤ１Ａでは生存率が約５０
％であり、導入したＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子によりｍｉｄ
１変異を部分的に相補し得ることが示された（図２を参
照）。

【００３７】（２）カルシウムイオンの取込み 上記（１）で得られた形質転換体をロイシン、アデニン
およびトリプトファンを補足したＳＤ.Ｃａ１００培地
（０.６７％イーストチッソベース、２％デキストロー
ス、１００μMＣａＣｌ₂）中にて３０℃で震盪培養し、
細胞数が１〜２×１０⁶細胞個／mlになるまで培養し
た。次いで増殖した細胞を回収し、１.２mlの取り込み
溶液（１０mMＨｅｐｅｓ／Ｔｒｉｓ［pＨ６.０］、０.
１mMＭｇＣｌ₂、１％グルコース）に懸濁し、３０℃に
て１０分間インキュベートした。次に、この培養液に２
μlの１ｍＣｉ／ml（２０ｍＣｉ／mmol）⁴³ＣａＣｌ
₂（ＮＥＮ^TMライフサィエンスプロダクト社、ボスト
ン、ＭＡ）を添加した。培養液の一部（１００μl）を
０、１、２、３、４、５、６、７、８分後に、予め洗浄
液（０.１mMＣａＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ、０.１μM ＬａＣｌ₃・
７Ｈ₂Ｏ）に浸したフィルター（タイプＨＡ、０.４５μ
m；日本ミリポア株式会社）で濾過した。次いでこのフ
ィルターを５mlの洗浄液で５回洗浄して乾燥した後、フ
イル夕ーの放射線量を測定した。その結果、ＡｔＭＩＤ
１Ａ遺伝子を導入した形質転換体（ｍｉｄ１／ｐＦＬ６
１−ＡｔＭＩＤ１Ａ）では経時的にＣａ²⁺の取込みが増
加し、ネガティブコントロール（ｍｉｄ１／ｐＦＬ６
１：ベクターｐＦＬ６１で形質転換）と比較して顕著に
Ｃａ²⁺取込みが増加していることが示された。これらの
結果を図３に示す。

【００３８】［実施例４］トランスジェニック植物 （１）トランスジェニック植物の作製 ｐＦＬ６１−ＡｔＭＩＤ１Ａプラスミドを制限酵素Ｘｂ
ａＩとＳｍａＩで消化して得られたｃＤＮＡ断片をセン
スの向きで、ＣａＭＶ３５ＳプロモーターおよびＴｉプ
ラスミドのノパリン合成酵素遺伝子のポリアデニル化シ
グナルを包含するプラスミドｐＢＨ２１１３（農業生物
資源研究所）のＸｂａＩ／ＳｍａＩ部位に挿入し、Ａｔ
ＭＩＤ１Ａ遺伝子高発現用の組換えプラスミドをｐＢＨ
２１１３Ｎを作製した（図４）。また、ＡｔＭＩＤ１Ａ
遺伝子のプロモーター領域（転写開始点の上流１.５ｋ
ｂｐの領域）の下流にβ−グルクロニダーゼ遺伝子（Ｇ
ＵＳ）を連結して組換えプラスミドｐＢＩ１０１−Ａｔ
ＭＩＤ１Ａｐを作製した（図５）。次いで、Bechtold
とPelletierの方法（Bechtold N. & Pelletier G.,Meth
ods Mol. Biol. 82, pp.259-266, 1998）の方法に従っ
て、各組換えプラスミドでアグロバクテリウム（Agroba
cterium tumefaciens）を形質転換し、ハイグロマイシ
ン耐性により目的のＤＮＡを含む形質転換体を選択し
た。得られた形質転換体をＬＢ培地中にて好気性条件下
にて２８℃で増殖させ、トランスジェニック植物の作製
に供した。

【００３９】シロイヌナズナの種子を５％次亜塩素酸ナ
トリウムで消毒後、Ｇｍ培地＋１０μg／mlハイグロマ
イシン、Ｇｍ培地＋３０μg／mlカナマイシンに播種し
た。播種後、植物を低温処理（４℃、４〜６日）し、グ
ロースチャンバー内（２２℃、明期１６時間−暗期８時
間、相対湿度６０％）に移して６〜７週間生育させた。
その後、シロイヌナズナの株を根ごと取り出した。Bech
told とPelletierの方法に従って、シロイヌナズナ株
を、減圧下（０.１気圧）で２０分間、アグロバクテリ
ウム形質転換体の懸濁液に浸して形質転換を実施し、ハ
イグロマイシン耐性により形質転換体を選別した。次い
で形質転換体を２２℃、明期２４時間、相対湿度６０％
の条件下で生育させて種子を採取した。得られた種子を
播種、生育させてその種子することを繰り返し、トラン
スジェニック植物の第２世代（Ｔ₂植物）および第３世
代（Ｔ₃植物）を取得し、これらを導入遺伝子の発現お
よび表現型の解析に用いた。

【００４０】（２）トランスジェニック遺伝子の発現 ｐＢＩ１０１−ＡｔＭＩＤ１Ａｐを包含するＴ₂および
Ｔ₃植物から種々の組織（根、茎、葉）を採取し、これ
らをＸ−グルクロニダーゼ緩衝液（２mg／mlＸ−ｇｌｕ
ｃ、０.５mMフェロシアン化カリウム、０.５mMＥＤＴ
Ａ、２０％Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ、５０mMリン酸緩衝液［p
Ｈ７.０］、２％ＤＭＳＯ）中にて３７℃、１２時間Ｇ
ＵＳ反応を行った。各組織ををＦＡＡ固定溶液（１.６m
Mホルムアルデヒド、８.３mM酢酸、３０％エタノール）
で固定し、次いでエタノール中に移してそのまま室温で
一晩おいて植物の脱色させた。その後、透明化液（８０
％抱水クロラール、１０％グリセロ―ル）にて１２時間
透明化処理して、得られた植物組織からプレパラートを
作製した。これらを微分干渉顕微鏡（カールツァイス株
式会社、東京）で観察した。その結果、ＡｔＭＩＤ１Ａ
遺伝子は、重力を感知すると考えられている根の先端部
分で多く発現し、発芽後３日までの生育の極初期に維管
束において発現することが示された。また、ＡｔＭＩＤ
１Ａ遺伝子は気孔を構成する孔辺細胞において発現する
ことが明らかとなった。これらの結果を下記の表１に示
す。

【００４１】

【表１】

【００４２】（３）ＡｔＭＩＤ１Ａ高発現トランスジェ
ニック植物 ｐＢＩ１０１−ＡｔＭＩＤ１Ａｐを包含する、即ちＣａ
ＭＶの３５ＳプロモーターによりＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子
を異常発現（植物体全体にて高発現）するトランスジェ
ニック植物を生育させ、その表現型を野生型のものと比
較した。その結果、当該トランスジェニック植物は花弁
がなく、サヤが委縮しており、さらに植物体全体が矮小
化していた。伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャネルであるＡｔ
ＭＩＤ１Ａ遺伝子が植物体全体で高発現すると生育障害
を起こすため、当該遺伝子は局所的に発現させることが
必要であると考えられる。（図６）。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、高等植物の伸展活性化
Ｃａ²⁺透過チャンネルをコードする遺伝子が提供され
る。そのような遺伝子は、シロイヌナズナの全ゲノム構
造の解析が完了しているにもかかわらず、現在まで全く
知られていなかった。また、ゲノム解析の情報では、こ
れまで公知の遺伝子と機能的なホモロジーが何ら見出さ
れない、機能が不明な遺伝子として登録されており、し
かもゲノム配列から推測されるコード領域には誤りがあ
り、ＡｔＭＩＤ１Ａのコード領域とは相違していた。本
発明の高等植物の伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネルをコ
ードする遺伝子は、植物における重力センサーとして機
能していると考えられ、当該遺伝子を用いれば風雨など
に対して耐性を有し、また倒れたとしても立て直すこと
が可能な農作物、特に穀物を作製しうるために、基礎科
学の分野のみならず、農業においても非常に重要であ
る。さらに、当該遺伝子は植物の光合成能と密接に関連
する気孔において選択的に発現しているため、光合成能
が改善されたトランスジェニック植物を作製することが
できる。

【００４４】

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Japan Science and Technology Corporation <110> Institute of Physical and Chemical Research <120> AtMID1A gene relating to gravitropism of the plant and a transgenic plant <130> NP-1091 <141> <160> 5 <210> 1 <211> 1266 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <220> <221> CDS <222> (1)(1263) <400> 1 atgtcacatt catgggatgg tcttggggag attgcgtcag tggctcagct gactggttta 60 gatgcggtca agttgattgg tctcatagtc aaagctgcga atactgcttg gatgcataag 120 aagaattgtc gtcaattcgc tcaacatctc aaactcattg ggaatttgct tgaacagctg 180 aagatctctg agatgaagaa gtatcctgag actcgagagc ctctcgaagg gcttgaggat 240 gctttgagaa ggtcttacct tctggtcaat agctgtagag accggagcta tctttacttg 300 ttggctatgg gttggaacat tgtttaccag ttcaggaaac atcaggatga gattgatcgt 360 tttcttaaga tcatacctct catcactttg gtcgataacg ctcgcattcg ggagaggttt 420 gagtatattg accgtgatca gcgtgagtac actctggatg aagaggatag acatgtgcaa 480 gatgttattt tgaaacaaga atccaccaga gaagcagcat cagtactgaa gaagactctc 540 tcttgctcat accctaactt gcgtttctgt gaagctctca aaacagaaaa cgagaaactg 600 cagatcgaac ttcagcggtc gcaggagcat tatgatgtgg ctcagtgtga agtcattcag 660 cgtttaattg gtgttacaca agctgctgct gctgttgaac ctgactctga gaaggagctg 720 acaaagaaag cttccaaaaa atctgaacgt agctcaagca tgaagacgga atattcgtat 780 gacgaagatt ctcccaagaa aagcagtact cgtgcagctt cgagatccac ttctaatgtt 840 tcatctgggc atgatctgct ttcacgaaga gcatcacagg cacaacacca tgaagaatgg 900 cataccgact tactagcttg ttgctcggaa ccttctcttt gcttcaagac attctttttc 960 ccgtgtggta ctttggcaaa gattgccact gcagcatcca acaggcacat ctcttcagct 1020 gaagcatgta atgagctaat ggcgtattct ttgatacttt cttgttgctg ctatacttgt 1080 tgcgtgagga ggaaactccg gaagacactg aacatcacgg gaggattcat tgacgatttt 1140 ctatctcatg taatgtgttg ttgctgtgcc cttgtacaag aactgagaga agttgagatt 1200 cgtggggcat atggtacgga gaagacgaaa ataagcccgc cttcgtcgca gttcatggaa 1260 cattga 1266 <210> 2 <211> 421 <212> PRT <213> Arabidopsis thaliana <400> Met Ser His Ser Trp Asp Gly Leu Gly Glu Ile Ala Ser Val Ala Gln 1 5 10 15 Leu Thr Gly Leu Asp Ala Val Lys Leu Ile Gly Leu Ile Val Lys Ala 20 25 30 Ala Asn Thr Ala Trp Met His Lys Lys Asn Cys Arg Gln Phe Ala Gln 35 40 45 His Leu Lys Leu Ile Gly Asn Leu Leu Glu Gln Leu Lys Ile Ser Glu 50 55 60 Met Lys Lys Tyr Pro Glu Thr Arg Glu Pro Leu Glu Gly Leu Glu Asp 65 70 75 80 Ala Leu Arg Arg Ser Tyr Leu Leu Val Asn Ser Cys Arg Asp Arg Ser 85 90 95 Tyr Leu Tyr Leu Leu Ala Met Gly Trp Asn Ile Val Tyr Gln Phe Arg 100 105 110 Lys His Gln Asp Glu Ile Asp Arg Phe Leu Lys Ile Ile Pro Leu Ile 115 120 125 Thr Leu Val Asp Asn Ala Arg Ile Arg Glu Arg Phe Glu Tyr Ile Asp 130 135 140 Arg Asp Gln Arg Glu Tyr Thr Leu Asp Glu Glu Asp Arg His Val Gln 145 150 155 160 Asp Val Ile Leu Lys Gln Glu Ser Thr Arg Glu Ala Ala Ser Val Leu 165 170 175 Lys Lys Thr Leu Ser Cys Ser Tyr Pro Asn Leu Arg Phe Cys Glu Ala 180 185 190 Leu Lys Thr Glu Asn Glu Lys Leu Gln Ile Glu Leu Gln Arg Ser Gln 195 200 205 Glu His Tyr Asp Val Ala Gln Cys Glu Val Ile Gln Arg Leu Ile Gly 210 215 220 Val Thr Gln Ala Ala Ala Ala Val Glu Pro Asp Ser Glu Lys Glu Leu 225 230 235 240 Thr Lys Lys Ala Ser Lys Lys Ser Glu Arg Ser Ser Ser Met Lys Thr 245 250 255 Glu Tyr Ser Tyr Asp Glu Asp Ser Pro Lys Lys Ser Ser Thr Arg Ala 260 265 270 Ala Ser Arg Ser Thr Ser Asn Val Ser Ser Gly His Asp Leu Leu Ser 275 280 285 Arg Arg Ala Ser Gln Ala Gln His His Glu Glu Trp His Thr Asp Leu 290 295 300 Leu Ala Cys Cys Ser Glu Pro Ser Leu Cys Phe Lys Thr Phe Phe Phe 305 310 315 320 Pro Cys Gly Thr Leu Ala Lys Ile Ala Thr Ala Ala Ser Asn Arg His 325 330 335 Ile Ser Ser Ala Glu Ala Cys Asn Glu Leu Met Ala Tyr Ser Leu Ile 340 345 350 Leu Ser Cys Cys Cys Tyr Thr Cys Cys Val Arg Arg Lys Leu Arg Lys 355 360 365 Thr Leu Asn Ile Thr Gly Gly Phe Ile Asp Asp Phe Leu Ser His Val 370 375 380 Met Cys Cys Cys Cys Ala Leu Val Gln Glu Leu Arg Glu Val Glu Ile 385 390 395 400 Arg Gly Ala Tyr Gly Thr Glu Lys Thr Lys Ile Ser Pro Pro Ser Ser 405 410 415 Gln Phe Met Glu His 420 <210> 3 <211> 2086 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <220> <221> genome <222> gene=T19K4.50/18595..20681 <308> Accession No. AL022373 <309> 1999-01-22 <400> 3 atgtcacatt catgggatgg tcttggggag attgcgtcag tggctcagct gactggttta 60 gatgcggtca agttgattgg tctcatagtc aaagctgcga atactgcttg gatgcataag 120 aagaattgtc gtcaattcgc tcaacatctc aaactcattg ggaatttgct tgaacagctg 180 aagatctctg agatgaagaa gtatcctgag actcgagagc ctctcgaagg gcttgaggat 240 gctttgagaa ggtcttacct tctggtcaat agctgtagag accggagcta tctttacttg 300 ttggctatgg gttggaacat tgtttaccag ttcaggaaac atcaggatga gattgatcgt 360 tttcttaaga tcatacctct catcactttg gtcgataacg ctcgcattcg ggtaatttta 420 cctgcatttt ggtctaacaa gtttctctgc ttgatgttat ggtatattga aattttgatt 480 gttatacagg agaggtttga gtatattgac cgtgatcagc gtgagtacac tctggatgaa 540 gaggatagac atgtgcaaga tgttattttg aaacaagaat ccaccagaga agcagcatca 600 gtactgaaga agactctctc ttgctcatac cctaacttgc gtttctgtga agctctcaaa 660 acagaaaacg agaaactgca gatcgaactt cagcggtcgc aggagcatta tgatgtggct 720 cagtgtgaag tcattcagcg tttaattggt gttacacaag ctgctgctgc tgttgaacct 780 gactctgaga aggagctgac aaagaaagct tccaaaaaat ctgaacgtag ctcaagcatg 840 aagacggaat attcgtatga cgaagattct cccaagaaaa gcagtactcg tgcagcttcg 900 aggttagaat ctcatgtttg ttctaaagat ccaaatttcc ttacaagttt aagaaagtat 960 aatcttcaat tctttgctgt gactgtaatg cttttaggtc tgttttcatg tttgaaggct 1020 aagatttggt acaatgttct ataacatcgg ttacacaatt gttccatgca gatccacttc 1080 taatgtttca tctgggcatg atctgctttc acgaagagca tcacaggcac aacaccatga 1140 agaatggcat accgacttac tagcttgttg ctcggaacct tctctttgta agaccacact 1200 atttgtttac aatgtggctc cactttgttt tctctgttac atagatgatt agcgtttcac 1260 attctatact tccttgttat ctgcaaagtt ctcaaagatt caatgatgga accgcaggct 1320 tcaagacatt ctttttcccg tgtggtactt tggcaaagat tgccactgca gcatccaaca 1380 ggcacatctg taagggatat tattgaatac cgtgacttta ttaattttca atcttttagt 1440 aatacatgtg aaagctaata agtcaactgg atttttttta attttcgctc tcccagcttc 1500 agctgaagca tgtaatgagc taatggcgta ttctttgata ctttcttgtt gctgctatac 1560 ttgttgcgtg aggaggaaac tccggaagac actgaacatc acggtattac attctcattc 1620 tcttccactc gcttgaatcc ttaccattaa tcccatttga tcccaaaaat ctatatgctt 1680 ccgagaaaat ttctatcatt tgcataccat aaacaacaaa tgaaatttcg gttaaagatt 1740 aagtagacac ctgcaaaaaa attcagtagt aactatcatg gttgagattg aaatggctat 1800 gtttatgcca ctcaatgtag agtcggaatg aatgcttaat gttttctgat ttcgcaggga 1860 ggattcattg acgattttct atctcatgta atgtgttgtt gctgtgccct tgtacaagaa 1920 ctgagagaag ttgagattcg tggggcatat ggtatgattt acatacaaac atattatcaa 1980 tatttgtttc aatcttgaag cactaacaaa gatctgtctc tcatatcttt gcaggtacgg 2040 agaagacgaa aataagcccg ccttcgtcgc agttcatgga acattg 2086 <210> 4 <211> 447 <212> PRT <213> Arabidopsis thaliana <220> <223> gene=T19K4.50/product=putative protein/protein#id= CAA18486.1 <308> Accession No. AL022373 (CAA18486.1) <309> 1999-01-22 <400> 4 Met Ser His Ser Trp Asp Gly Leu Gly Glu Ile Ala Ser Val Ala Gln 1 5 10 15 Leu Thr Gly Leu Asp Ala Val Lys Leu Ile Gly Leu Ile Val Lys Ala 20 25 30 Ala Asn Thr Ala Trp Met His Lys Lys Asn Cys Arg Gln Phe Ala Gln 35 40 45 His Leu Lys Leu Ile Gly Asn Leu Leu Glu Gln Leu Lys Ile Ser Glu 50 55 60 Met Lys Lys Tyr Pro Glu Thr Arg Glu Pro Leu Glu Gly Leu Glu Asp 65 70 75 80 Ala Leu Arg Arg Ser Tyr Leu Leu Val Asn Ser Cys Arg Asp Arg Ser 85 90 95 Tyr Leu Tyr Leu Leu Ala Met Gly Trp Asn Ile Val Tyr Gln Phe Arg 100 105 110 Lys His Gln Asp Glu Ile Asp Arg Phe Leu Lys Ile Ile Pro Leu Ile 115 120 125 Thr Leu Val Asp Asn Ala Arg Ile Arg Val Ile Leu Pro Ala Phe Trp 130 135 140 Ser Asn Lys Phe Leu Cys Leu Met Leu Trp Tyr Ile Glu Ile Leu Ile 145 150 155 160 Val Ile Gln Glu Arg Phe Glu Tyr Ile Asp Arg Asp Gln Arg Glu Tyr 165 170 175 Thr Leu Asp Glu Glu Asp Arg His Val Gln Asp Val Ile Leu Lys Gln 180 185 190 Glu Ser Thr Arg Glu Ala Ala Ser Val Leu Lys Lys Thr Leu Ser Cys 195 200 205 Ser Tyr Pro Asn Leu Arg Phe Cys Glu Ala Leu Lys Thr Glu Asn Glu 210 215 220 Lys Leu Gln Ile Glu Leu Gln Arg Ser Gln Glu His Tyr Asp Val Ala 225 230 235 240 Gln Cys Glu Val Ile Gln Arg Leu Ile Gly Val Thr Gln Ala Ala Ala 245 250 255 Ala Val Glu Pro Asp Ser Glu Lys Glu Leu Thr Lys Lys Ala Ser Lys 260 265 270 Lys Ser Glu Arg Ser Ser Ser Met Lys Thr Glu Tyr Ser Tyr Asp Glu 275 280 285 Asp Ser Pro Lys Lys Ser Ser Thr Arg Ala Ala Ser Arg Ser Thr Ser 290 295 300 Asn Val Ser Ser Gly His Asp Leu Leu Ser Arg Arg Ala Ser Gln Ala 305 310 315 320 Gln His His Glu Glu Trp His Thr Asp Leu Leu Ala Cys Cys Ser Glu 325 330 335 Pro Ser Leu Cys Phe Lys Thr Phe Phe Phe Pro Cys Gly Thr Leu Ala 340 345 350 Lys Ile Ala Thr Ala Ala Ser Asn Arg His Ile Ser Ser Ala Glu Ala 355 360 365 Cys Asn Glu Leu Met Ala Tyr Ser Leu Ile Leu Ser Cys Cys Cys Tyr 370 375 380 Thr Cys Cys Val Arg Arg Lys Leu Arg Lys Thr Leu Asn Ile Thr Gly 385 390 395 400 Gly Phe Ile Asp Asp Phe Leu Ser His Val Met Cys Cys Cys Cys Ala 405 410 415 Leu Val Gln Glu Leu Arg Glu Val Glu Ile Arg Gly Ala Tyr Gly Thr 420 425 430 Glu Lys Thr Lys Ile Ser Pro Pro Ser Ser Gln Phe Met Glu His 435 440 445 <210> 5 <211> 26 <212> PRT <213> Arabidopsis thaliana <400> 5 Val Ile Leu Pro Ala Phe Trp Ser Asn Lys Phe Leu Cys Leu Met Leu 1 5 10 15 Trp Tyr Ile Glu Ile Leu Ile Val Ile Gln 20 25

【図面の簡単な説明】

【図１】ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子産物と酵母のＭＩＤ１遺
伝子産物の疎水性プロットの比較を示している。

【図２】ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子によるｍｉｄ１変異株の
致死性の相補を示している。

【図３】ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子を導入したｍｉｄ１変異
株におけるＣａ²⁺取込みを示すグラフであり、経時的に
ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子の導入によりＣａ²⁺の取込みが増
加することが示されている。

【図４】ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子の高発現用の組換えプラ
スミドｐＢＨ２１１３Ｎの模式図である。

【図５】ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子のプロモーター領域の下
流にβ−グルクロニダーゼ遺伝子を連結した組換えプラ
スミドｐＢＩ１０１−ＡｔＭＩＤ１Ａｐの模式図であ
る。

【図６】ＡｔＭＩＤ１Ａ遺伝子を高発現するトランスジ
ェニック植物体の写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 祐子 東京都小金井市貫井北町４−１−１ 東京 学芸大学教育学部内 (72)発明者 篠崎 一雄 茨城県つくば市高野台３−１−１ 理化学 研究所内 (72)発明者 片桐 健 茨城県つくば市高野台３−１−１ 理化学 研究所内 Ｆターム(参考） 2B030 CA15 CA17 CA19 4B024 AA08 CA04 DA01 EA02 EA04 FA02 GA11 4B065 AA88X AA88Y AB01 BA01 CA53 4H045 AA10 AA30 BA10 CA30 DA00 EA05 FA72 FA74

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高等植物の伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャン
   ネルをコードする遺伝子。
2. 【請求項２】 伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャンネルの機能
   を有し、且つ下記のアミノ酸配列： （ａ）SEQ ID NO: 2に示されるアミノ酸配列、または
   （ｂ）(ａ)に示される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
   酸配列からなるタンパク質をコードする請求項１に記載
   の遺伝子。
3. 【請求項３】 下記の塩基配列： （ａ）SEQ ID NO: 1に示される塩基配列、（ｂ）(ａ)に
   示される塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブ
   リダイズする塩基配列、または（ｃ）上記(ａ)もしくは
   (ｂ)の塩基配列と相補的な塩基配列からなることを特徴
   とする請求項１または２に記載の遺伝子。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の遺
   伝子によりコードされ、且つ伸展活性化Ｃａ²⁺透過チャ
   ンネルの機能を有するタンパク質。
5. 【請求項５】 センスまたはアンチセンスの向きでプロ
   モーターに連結された請求項１〜３のいずれか１項に記
   載の遺伝子を含む組換え発現ベクター。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の組換え発現ベクターで
   形質転換した宿主細胞。
7. 【請求項７】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の遺
   伝子または請求項５に記載の組換えベクターを含むトラ
   ンスジェニック植物細胞。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のトランスジェニック植
   物細胞から得られる植物体、その部分並びにその繁殖体
   および子孫。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の植物において、請求項
   １〜３のいずれか１項に記載の遺伝子を植物体全体また
   は局所的に過剰に発現させることからなる、植物におけ
   る重力屈性を制御する方法。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の植物において、請求
    項１〜３のいずれか１項に記載の遺伝子を植物体全体ま
    たは局所的にアンチセンスＲＮＡを発現させることによ
    り内在性の当該遺伝子の発現を阻害することからなる、
    植物における重力屈性を制御する方法。