2022 Fiscal Year Annual Research 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 / 胚乳 / 種子 / 成分育種 / アミロペクチン / 突然変異体 / 澱粉 / 穀類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネ科植物の胚乳における澱粉粒は、複粒型澱粉粒と単粒型澱粉粒に大別される。イネに代表される複粒型澱粉粒は複数の小さい澱粉粒子が集合して形成される。一方、単粒型澱粉粒は1つの澱粉粒子から形成される。重要作物であるオオムギやコムギの澱粉粒は、大きさが大小の二極性を示す単粒型であることから、二極性単粒型澱粉粒と呼ばれている。本研究ではオオムギを研究材料に用いて、不明な点が多い二極性単粒型澱粉粒の形成機構について新しい知見を得る事と新しい澱粉特性を持つオオムギ系統の作出という2つの目的で研究を進めている。昨年度までの研究で、澱粉粒の形に注目して遺伝学的なスクリーニングを行い、澱粉粒の形状に異常を突然変異体を４系統単離することに成功している。本年度では、オオムギにもかかわらず複粒型澱粉粒を胚乳に発達させる２系統について原因遺伝子の同定を行った。その結果、それぞれHvISA1遺伝子とHvFLO6遺伝子に塩基置換を見出した。HvISA1は澱粉の主成分であるアミロペクチンの生合成に必要な酵素である。一方、HvFLO6はHvISA1の機能を補助する役割があるという報告があるが、その機能については不明な点が多い。本研究では、これら２つの変異の二重変異体を作出した。二重変異体では、種子における澱粉量の減少、可溶性多糖類の高蓄積、グルコース、フルクトース、スクロース、マルトースの高蓄積といった特徴が単独変異体よりも顕著に亢進されていた。この結果は、HvFLO6の機能がHvISA1の補助だけでは無いことを示唆する。上記の知見については論文発表を行なった。また既に得ている他の変異との多重変異体の作出も進んでおり、拮抗的に働く変異の組み合わせを見出している。作出した変異体については企業ならびに農業試験場からの問い合わせがあり、社会実装を目的とした解析を先方で進めたい旨の連絡があり、種子の分譲を行った。
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