新規トランスクリプトーム解析手法によるコンニャクグルコマンナン代謝系の解明

• Project/Area Number: 22K05601
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39020:Crop production science-related
• Research Institution: Takasaki University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 廣瀬 竜郎 高崎健康福祉大学, 農学部, 教授 (90355579)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋田 庸一 高崎健康福祉大学, 農学部, 助教 (00802886)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: コンニャク / グルコマンナン / デンプン / 代謝 / 遺伝子 / トランスクリプトーム

Outline of Research at the Start

研究代表者らが開発した新規トランスクリプトーム解析手法を使って、食品としての「こんにゃく」の主成分であるとともに、サトイモ科植物のコンニャク（Amorphophallus konjac）の光合成産物の貯蔵形態であるグルコマンナンの代謝経路と、そこで働く酵素等を遺伝子レベルで解明する。

Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、コンニャク３品種「あかぎおおだま」、「みやままさり」、「支那種」をポット栽培し、生育期間中に適宜サンプリングを行った。得られたサンプルのグルコマンナン、デンプン、および可溶性糖類の含有量を測定するとともにRNAの抽出を行った。なお、今年度は８月初旬に激しい降雹にがあり、栽培中のコンニャクに被害があった。そのため、例年よりも地上部の老化が大幅に早まったため、球茎の成長にも影響がみられた。
昨年度は、球茎のグルコマンナン含量とデンプン含量、可溶性糖含量とを同時に正確に測定するためには、従来用いられてきた方法では精度が不十分で、改良が必要であることが判明した。そのため今年度は、抽出法や酵素による分解法の改良を重ね、特にデンプンの回収率を大幅に高めて、分析の精度を向上させることができた。その結果、「支那種」と他の２品種の間で、球茎中のデンプン含量に明確な差があり、そのことが「支那種」の精粉歩留が低い要因の一つであることが考えられた。一方、RNA抽出は概ね順調にに進み、前年度と同様に、いくつかの既知遺伝子を対象にしたリアルタイムPCR解析も行うことができた。さらに、一部のサンプルによる次世代シーケンス解析も行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コンニャクの栽培とサンプル採取は当初予定の２品種に新たに１品種を加えた計３品種で行うことができたが、今年度は降雹被害のため一部の球茎の成長が悪く、次年度にも栽培試験を行う必要が生じた。また、球茎中のグルコマンナン、デンプン、可溶性糖の同時分析は手法の改良に時間がかかっており、以上の点で進捗がやや遅れていると判断した。なお、RNA抽出も比較的困難な組織である球茎でも概ね問題なく行うことができ、さらに一部のサンプルで次世代シーケンス解析を実施でき概ね順調であった。

Strategy for Future Research Activity

１）引き続き栽培試験を行い、サンプルの採取・収集を進める。
２）今年度明らかになった「支那種」と他の２品種との間のデンプン含量の違いについて、さらに詳しく解析を進める。
３）RNA抽出を進め、既存遺伝子による予備的な発現解析を行うとともにトランスクリプトーム解析を行う。
４）糖・デンプン・グルコマンナンのデータとトランスクリプト―ムデータを独自の手法によって解析し、総合的に考察する。