2020 Fiscal Year Research-status Report
ムギ類に特異的な澱粉粒が形成される機構とその変異の利用
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20K05970
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
松島 良 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (80403476)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久野 裕 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70415454)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | オオムギ / 澱粉 / 胚乳 / アミロプラスト / 糖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
澱粉粒とは、植物細胞内で合成された澱粉が形成する直径1-100μmの粒子のことであり、その形状は種間多様性を示す。特にイネ科植物の胚乳においては、その形状多様性は顕著である。イネ胚乳の澱粉粒は複数の澱粉粒子が集合して出来ている。このタイプは複粒型と呼ばれており、イネ科植物では祖先型であり主要型である。一方、1つの澱粉粒子から構成される単粒型を発達させる植物種が存在する。オオムギやコムギでは、単粒型の中でも一つの細胞内に大小二極性を示す単粒型が共在する二極性単粒型を発達させる。二極性単粒型は、イネ科植物の中でもムギ類の近縁の分類群にしか見出されず、特異的な澱粉粒である。本研究では、二極性単粒型の形状が変化したオオムギの突然変異体を単離解析し、二極性単粒型の形状を規定する分子機構はどのようなものか？さらに、二極性単粒型の形状変化はその澱粉特性にどのような影響を与えるのか？について明らかにする。本年度は、二極性単粒型に異常を示すオオムギ変異体のスクリーニングを開始し、複粒型を発達させる変異体、細長い澱粉粒を発達させる変異体ならびに巨大な澱粉粒を発達させる変異体などを得た。また、変異体同士の交配により多重変異体を作出し、変異同士の遺伝的相互作用の有無の検証を行なった。その結果、多重変異体の中には、親系統の澱粉粒の形状異常の表現型を抑制し合うものや表現型を強調するものを見出した。これらの多重変異体におけるアミロペクチンの鎖長分布解析を行った結果、澱粉粒の形状異常表現型の抑制と強調は、アミロペクチンの鎖長分布の異常度合いに相関していることを見出した。上記の結果から、スクリーニングの結果得られた突然変異体の変異の中には遺伝的相互作用を示すものが存在し、この遺伝的相互作用がアミロペクチンの構造ならびに澱粉粒の形状に影響を与えうることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
スクリーニングの結果、澱粉粒の形状に異常を示す突然変異体を複数系統得ることに成功した。これらを交配した多重変異体が、さまざまな組み合わせで得られつつあり、表現型解析も予定通り進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた変異体の原因遺伝子の単離と解析を行っていく予定である。一重変異体が5系統、それらの変異を重ねた多重変異体も複数系統になることから、すべてを同時に解析を進める事はリソース的に非効率である。そのため、優先順位をつけて解析を進める予定である。表現型の顕著さで優先順位をつける方針である。
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| Causes of Carryover |
当初、今年度に複数の学会、研究会への参加、共同研究打ち合わせ等を計画していたが、すべてオンラインで代替したため、旅費の一部が残額となった。
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