Mechanism of starch granule formation specific to barley and use of its mutations

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05970
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Matsushima Ryo 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (80403476)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久野 裕 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70415454)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 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

Outline of Final Research Achievements

Starch is a chain of glucose and is the major substance in cereal seeds, accounting for more than 70% of their composition. The starch stored in the seeds is utilized as energy for plant germination and is also an essential source of energy for humans, as seeds are a staple food. This study isolated two barley mutants with mutations in the genes involved in starch synthesis. The double mutant seeds combined these two mutations contained less starch and more sugars, such as glucose and sucrose. This double mutant has a different seed composition than conventional barley, which could lead to new applications.

Free Research Field

澱粉育種学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

オオムギは、醸造用、食用、飼料用、飲料用に利用される多用途作物であり、種子の澱粉特性や成分特性は重要形質である。本研究で作出した二重変異体の種子は、澱粉が少なく単糖類や二糖類が野生型よりも多いため、新しい用途を開発できる可能性がある。また、単離した変異体の１つであるhvisa1の原因遺伝子であるイソアミラーゼは、トウモロコシではスイートコーンの原因遺伝子として利用されており、本研究で得られたhvflo6変異がイソアミラーゼ変異の表現型を亢進するという知見は、トウモロコシのスイートコーン育種に利用できる可能性がある。