Functional analysis of the proteins for the endoplasmic reticulum in the intracellular storage of substance in rice seed and the use in breeding

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02933
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Kumamaru Toshihiro 九州大学, 農学研究院, 教授 (00284555)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久保 貴彦 九州大学, 農学研究院, 准教授 (00370148) ; 牛島 智一 摂南大学, 農学部, 講師 (50815058) ; 藤田 直子 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (90315599)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 貯蔵タンパク質 / イネ / 種子 / デンプン

Outline of Final Research Achievements

The causal genes of esp1, lcrp, and esp3 mutations for the prolamine accumulation encoded the eRF1, SHMT4, and the factor for the amino acid metabolism, respectively. The causal gene of glup7 mutation accumulating the proglutelin encoded the factor for the transportation of the proglutelin from the endoplasmic reticulum (ER). The starch synthesis related enzymes and the starch properties in the seed of mutants for the storage proteins were analyzed, resulting that those in mutants didn't indicate the significant difference compared to the wild type. Koshihikari breeding line with the esp2 mutant allele, which accumulats the proglutelin within the ER and defects the PDIL1-1, indicated the good processing properties for food.

Free Research Field

植物育種学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物の物質貯蔵機能の理解のために、小胞体関連機能タンパク質（以下小胞体タンパク質）の貯蔵タンパク質の輸送・蓄積と澱粉合成代謝における機能、小胞体タンパク質と加工特性等との関係を明らかにすることは重要である。本研究の成果は、植物における種子貯蔵タンパク質の輸送・蓄積系のモデル構築を担うと共に、植物の澱粉、脂質等の物質貯蔵における小胞体タンパク質の機能解明の一助となる。加えて、イネ種子の小胞体タンパク質と加工特性及び機能性付与との関係が明らかになり、優れた加工特性や新奇機能性を有するコメの開発に寄与する。