Screening of genes regulating quality of grain starch in rice.

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K19273
• Research Institution: Fukui Prefectural University
• Principal Investigator: 三浦 孝太郎 福井県立大学, 生物資源学部, 准教授 (70571561)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Keywords: イネ / デンプン溶解度

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、コメ胚乳に含まれるデンプンの「溶けやすさ」を指標としてイネの有用遺伝資源を探索し、デンプンの質を制御する遺伝子の同定を目指し、以下の３つの小課題を実施した。
1. 酒米及び食用米を含む日本のイネ栽培品種コレクションを用いた「溶けやすさ」を指標とした有用遺伝資源の探索
2.ゲノムワイド関連解析による「溶けやすさ」と関連する遺伝子変異の探索
3.山田錦早生変異体コレクションを用いた胚乳登熟気温と「溶けやすさ」の相関解析
小課題1および2では、273系統からなるイネ栽培品種コレクションを用いてGWASを行う事により、デンプンの溶けやすさと関連のある遺伝子の特定を目指して研究を実施した。圃場で育てた栽培品種コレクションの胚乳を用いてデンプン溶解度との関連を調査したところ、第1染色体上の新奇遺伝子と非常に強い相関がある事が明らかになった。この遺伝子には、２種類のハプロタイプが存在し、ハプロタイプAはバリンを指定するGTTでデンプン溶解温度が高く、ハプロタイプBはイソロイシンを指定するATTでデンプン溶解温度が顕著に低くなっていた。デンプン溶解度が変化すると同時に、この遺伝子は出穂期も変化させており、ハプロタイプAはBに比べて早く出穂していることも明らかになった。ハプロタイプA型にハプロタイプBを形質転換したところ、有意に出穂が遅くなり、この遺伝子はハプロタイプBが機能型で出穂を抑制する因子であることが明らかになり、デンプン溶解度はほぼ出穂期の変化による気温変化に依存すると結論づけた。
小課題3では、山田錦背景の早生変異体群を用いてデンプンの溶けやすさが成熟気温に左右される形質かどうかを調査したが、出穂期および出穂後20日間の気温と、デンプン溶解温度は非常に高い相関を示し、R2=0.81となり、デンプンの溶けやすさは山田錦においてもほぼ気温によって制御されていると結論づけた。