2021 Fiscal Year Annual Research Report
新奇低アミロース性突然変異米を軸としたデンプン生合成メカニズムの解明
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19K05989
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
濱田 茂樹 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (90418608)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | イネ / アミロース / デンプン / 突然変異 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
食料自給率向上や安定的な食料生産の観点から、多様な形質をもった米の品種開発は重要な課題である。米の胚乳デンプンのアミロース含量は、炊飯米の食味の良否はもちろんのこと、米加工食品の加工適性においても重要な形質である。また、低アミロース品種はその特徴から、中食あるいは外食用としてのニーズが高まっている。本研究では、つがるロマンを原品種とする突然変異系統ライブラリーから、低アミロースでありながら玄米白濁が少ない新たな特徴を持つ突然変異系統の選抜に成功した。本課題では、この低アミロース性突然変異系統について、デンプンの特徴的な構造を明らかにするとともに、原因遺伝子の同定およびデンプン生合成関連遺伝子群の発現解析を目的とした。当該選抜系統では、アミロース生合成を担うWx 遺伝子の発現において、mRNA の第１イントロンの不完全なスプライシングフォームが増加することにより、タンパク質レベルでの発現が減少することが明らかとなった。そこで、次世代シーケンスおよび CAPS 法による表現型とジェノタイプの遺伝解析から、イネにおいてこれまで機能が不明だった新規の RNA binding protein が原因遺伝子であることを同定した。また、本遺伝子の欠損はインディカ品種に見られるアミロース合成遺伝子のアレルであるWxa のスプライシングには影響しないことが明らかとなった。さらに、他の澱粉生合成関連酵素群の遺伝子のスプライシングにも影響せず、イネにおいてWxb 遺伝子のスプライシングに特異的に関与することが示された。突然変異系統のデンプン構造については、アミロペクチンのグルカン鎖長解析を行ったところ、原品種と比較し15残基以下の短鎖が減少する一方で、中・長鎖が増加する特徴的なアミロペクチン構造が確認された。
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