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Elucidating the control mechanisms of starch struture through the analyses of starch structure and protein interaction using starch branching enzyme deficient mutant rice lines.

Research Project

Project/Area Number 18K14438
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research InstitutionAkita Prefectural University

Principal Investigator

CROFTS Naoko  秋田県立大学, 生物資源科学部, 研究員 (30583330)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsイネ / 澱粉 / 枝作り酵素 / アミロース / 難消化性澱粉 / 枝作酵素 / 変異体 / アミロペクチン
Outline of Final Research Achievements

To understand the control mechanisms of starch structure, the roles of starch branching enzymes were revealed by analyzing the rice mutant lines in which two out of three starch branching isozymes were omitted.
be1/be2b mutant rice had opaque seeds with high amylose (52 %) and high resistant starch content (175 folds of WT). be1/be2a mutant rice had translucent seeds and its starch properties were similar to the be1 single mutant rice or WT rice. While, be2a/be2b mutant were essentially sterile. These results suggests that the rile of each BE isozyme is partly specific, but can be compensated by other isozymes to some degree.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

澱粉の枝作り酵素(Branching enzyme; BE)は3種類あり、そのバランスが澱粉特性や米の用途を左右する。BEの相補関係を明確にするため、本研究では、二つの BEを同時に欠損させることで、残り一つとなったBEの役割を明確にした。be1/be2bの種子は白濁し、超高アミロース(約52%)で、難消化性澱粉含量が非常に高かった(WTの175倍)。BEIIaが存在することで、コメの収量を維持しつつ、腸内環境の改善や血糖値の急激な上昇を抑制する難消化性澱粉の含量を増やすことができることが明らかになった。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 米の澱粉構造制御機構の解明に向けて:澱粉生合成過程で形成される酵素複合体の解明2020

    • Author(s)
      クロフツ尚子
    • Journal Title

      応用糖質科学

      Volume: 10 Pages: 29-35

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    • Author(s)
      Crofts Naoko、Itoh Ayaka、Abe Misato、Miura Satoko、Oitome Naoko F.、Bao Jinsong、Fujita Naoko
    • Journal Title

      Journal of Applied Glycoscience

      Volume: 66 Issue: 1 Pages: 37-46

    • DOI

      10.5458/jag.jag.JAG-2018_005

    • NAID

      130007602674

    • ISSN
      1344-7882, 1880-7291
    • Year and Date
      2019-02-20
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  • [Journal Article] 変異体米を用いたイネ澱粉生合成関連酵素の酵素複合体の解析2019

    • Author(s)
      2)クロフツ尚子, 三浦聡子, 林真里, 阿部奈津子, 飯塚悠莉子, 追留那緒子, 藤田直子
    • Journal Title

      応用糖質科学

      Volume: 9 Pages: 76-82

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    • Author(s)
      藤田直子, 三浦聡子, クロフツ尚子, 中村保典
    • Journal Title

      秋田県立大学ウェブジャーナルB

      Volume: 6 Pages: 58-62

    • NAID

      120006734009

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  • [Journal Article] 変異体米を用いたイネ澱粉生合成関連酵素の酵素複合体の解析2019

    • Author(s)
      クロフツ尚子,三浦聡子,林真里,阿部奈津子,飯塚悠莉子,追留那緒子,藤田直子
    • Journal Title

      応用糖質科学

      Volume: 印刷中

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    • Author(s)
      Crofts, N., Iizuka, Y., Abe, N., Miura, S., Kikuchi, K., Matsushima, R., Fujita, N.
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 9 Pages: 1817-1817

    • DOI

      10.3389/fpls.2018.01817

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      第137回 日本育種学会
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      クロフツ尚子, 佐藤芳樹, 三浦聡子, 藤田直子
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  • [Presentation] イネ栄養器官で特異的に発現するスター地シンターゼ (SS) IIIbの機能解析2019

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      森田隆太郎, 三浦聡子, クロフツ尚子, 青木直大, 深山浩, 藤田直子
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  • [Presentation] 難消化性澱粉を保有するイネ澱粉構造変異系統の胚乳特性解析2019

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      和田卓也, 松島良, 藤田直子, 三浦聡子, クロフツ尚子, 保坂優子, 永松志郎, 熊丸敏博
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      第68回 日本応用糖質科学会
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  • [Presentation] “難消化性澱粉を多く含み, 澱粉構造が異なる5つの枝作り酵素 (BE) IIb変異体米の解析2019

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      三浦聡子, 菊池佳奈, クロフツ尚子, 保坂優子, 阿部美里, 松島良, 藤田直子
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      第68回 日本応用糖質科学会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 米の澱粉構造制御機構の解明に向けて:澱粉生合成過程で形成される酵素複合体の解明2019

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      クロフツ尚子
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      第68回 日本応用糖質科学会 奨励賞受賞講演
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  • [Presentation] Loss of branching enzyme IIb activity altered starch biosynthetic protein complexes in rice endosperm.2019

    • Author(s)
      Naoko Crofts, Yuriko Iizuka, Natsuko Abe, Satoko Miura,Ryo Matsushima, Naoko Fujita
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      Starch Round Table 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of enzyme complex and characterization of endosperm starch for rice mutant deficient in starch synthase IIa protein.2019

    • Author(s)
      Satoko Miura, Naoko Crofts, Yuko Hosaka, Naoko F Oitome, Misato Abe, Naoko Fujita
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      Starch Round Table 2019
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  • [Presentation] Starch synthase (SS) IIa from indica rice partially complements the sugary-1 phenotype in japonica rice endosperm.2019

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      Yoshiki Satoh, Naoko Crofts, Satoko Miura, Yuko Hosaka, Misato Abe, Naoko Fujita
    • Organizer
      Starch Round Table 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イネの枝作り酵素(BE)の二重欠損が稔実性に及ぼす影2019

    • Author(s)
      三浦聡子,幸山奈那,クロフツ尚子,保坂優子,阿部美里,藤田直子
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      日本育種学会
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  • [Presentation] 難消化性澱粉を多く含む米系統の実用化に向けて.農業形質、澱粉構造2019

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      川本朋彦,加藤和直,高橋竜一,高橋里夫子,保坂優子,阿部美里,クロフツ尚子,三浦聡子,追留 那緒子,藤田直子
    • Organizer
      日本育種学会
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  • [Presentation] イネの枝作り酵素BEIおよびBEIIbの二重変異体#1403の作出と澱粉特性解析2018

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      三浦聡子,幸山奈那,クロフツ尚子,保坂優子,阿部美里,藤田直子
    • Organizer
      日本応用糖質科学会
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  • [Presentation] 変異体米を 用いたイネ澱粉生合成関連酵素の酵素複合体の解析2018

    • Author(s)
      クロフツ尚子,三浦聡子,林真里,阿部奈津子,飯塚悠荊子,追留那緒子,藤田直子
    • Organizer
      日本応用糖質科学会
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      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 難消化性澱粉高含有イネ変異体、米粉、難消化性澱粉、米ゲル、 食品、食感改良剤、及び難消化性澱粉高含有イネ変異体の作出方2018

    • Inventor(s)
      藤田直子,クロフツ尚子,三浦聡
    • Industrial Property Rights Holder
      藤田直子,クロフツ尚子,三浦聡
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-013897
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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