Isolation and functional analysis of factors involved in prolamines accumulation in rice endosperm

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19F19394
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 熊丸 敏博 九州大学, 農学研究院, 教授 (00284555)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ELAKHDAR AMMAR 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2019-11-08 – 2022-03-31
• Keywords: 突然変異 / イネ / 貯蔵タンパク質 / 種子

Outline of Annual Research Achievements

コメ中には貯蔵タンパク質としてアルコール可溶性のプロラミン、塩可溶性のグロブリン、酸・アルカリ可溶性のグルテリンが含まれている。それぞれ複数の分子種から構成されている。プロラミンの組成は米粉製パン特性や日本酒の醸造特性等の加工特性に影響を及ぼすことが知られている。本研究ではプロラミン組成が劇的に変化した突然変異の原因となる因子を同定することを目的とする。本研究によって得られる成果はコメのプロラミン組成の改変によるコメ加工特性の改良に役立つと共に、学術的には植物科学、種子生理学における遺伝子機能解明に寄与することが期待される。
・システイン残基を多く含む複数のプロラミン分子種の量が増加したEsp4変異の原因となる因子の同定のため、野生型とEsp4変異体との交雑F2世代よりそれぞれ20個体と29個体のバルクDNAを用いてゲノム全領域の塩基配列を次世代シークエンサーによって解読するMutMap法を実施した。SNPsによる連鎖解析の結果、ESP4遺伝子候補領域内にSNPを有する5個の予測遺伝子を検出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ESP4候補遺伝子を5個検出したことから、同遺伝子の同定が期待されるため。

Strategy for Future Research Activity

・ESP4候補遺伝子について、遺伝子発現解析とサンガー法によるゲノム遺伝子塩基配列解析を実施すると共に相補性検定に必要な遺伝子コンストラクトの構築に取り掛かる。
・システイン残基を含まない複数のプロラミン分子種の量が減少したesp1変異の原因因子である翻訳終結因子(eukaryotic peptide chain release factor1: eRF1)の野生型と変異型組み換えタンパク質を大腸菌で発現させ精製する。両組換えタンパク質の活性をin vitroにおいて解析する。