Functional analysis of the genes involved in starch degradation in rice leaves and stems and their varietal differences.

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K07276
• Research Institution: Meijo University
• Principal Investigator: 平野 達也 名城大学, 農学部, 教授 (30319313)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: イネ / 葉鞘 / α-アミラーゼ / β-アミラーゼ / デンプン分解

Outline of Annual Research Achievements

イネ子実の登熟には、出穂前までに葉鞘など茎葉部に蓄積されたデンプンが出穂後に分解されて、利用される。本研究代表者は、出穂後の葉鞘におけるデンプン分解制御機構の解明を目指して研究を進め、本課題の遂行までに、イネゲノム上にアノテーションされている9つのβ-アミラーゼ遺伝子のうちOsBAM2とOsBAM3の少なくとも２つは、活性を有するプラスチド局在型β-アミラーゼをコードし、それらの過剰発現系統では葉鞘におけるデンプン蓄積量が著しく低下することを明らかにしてきた。
本課題で研究代表者は、葉鞘において発現レベルが高いOsBAM5など他のβ-アミラーゼ遺伝子も含めた機能解析を進めるため、すでに作出済みのOsBAM2とOsBAM3の発現抑制系統に加えて、それら両遺伝子の二重発現抑制系統およびOsBAM5も加えた三重発現抑制系統を作出した。OsBAM2とOsBAM3の二重発現抑制系統では、出穂後の葉鞘におけるデンプン含量の低下が非形質転換体と比べて抑制されることを明らかにした。三重発現抑制系統については、形質転換第１（T1）世代において3遺伝子が効果的に発現抑制されている系統を選抜し、さらにT2世代の種子を採取済みであるので、その表現型を今後解析する予定である。また、OsBAM5遺伝子もプラスチド局在型アイソフォームをコードしていることを、GFPとの融合タンパク質の一過性発現系を用いて明らかにした。
超多収品種のタカナリは、出穂後の葉鞘におけるデンプン含量が速やかに低下するが、そのときにαーアミラーゼをコードする遺伝子の一つであるRAmy2Aの転写レベルが急激に増加することを研究代表者らは明らかにしてきた。本課題ではその結果をさらに詳細に確認し、続いてタカナリを原品種としたRAmy2A発現抑制系統の作出を進め、RAmy2Aの発現が効果的に低下している系統をいくつか得ることに成功した。