2022 Fiscal Year Research-status Report
高温ストレス下でも小麦粉品質低下を起こさない異種遺伝子を導入したコムギの開発
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20K05983
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
田中 裕之 鳥取大学, 農学部, 准教授 (70283976)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | コムギ / 野生種 / 高温ストレス / 小麦粉品質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高温ストレス下で栽培されたコムギは、小麦粉生地の弾力性が低下し小麦粉品質が低下する。本研究の目的は、高温ストレス下でも小麦粉品質が低下しないコムギの開発とそのメカニズムを解明することである。
本年度は昨年度に引き続き、コムギ育種に利用できる遺伝資源の拡大を目指し、野生種由来の高弾力性タンパク質をコードする遺伝子のコムギへの導入を進めた。まず昨年度の後半に、人工交配によって作出した野生種染色体とコムギ染色体間での組換えが期待できる系統を播種し、本年度の前半までガラス温室内で育成して次世代の種子を多く得た。本年度の後半にそれらの種子を播種し、現在ガラス温室内で育成中である。
高温ストレス下ではデンプン量が減少し、その組成においてもアミロース含有率が高くなるという報告がある。そこで、公開された野生種のゲノム情報を元にデンプン合成遺伝子の座乗染色体を特定し、その遺伝子・染色体を高弾力性タンパク質遺伝子の場合と同様の手法を用いて、コムギへ導入することを開始した。
高温ストレス下での小麦粉品質維持・向上に貢献できる野生種由来の新たな遺伝子・染色体を探索することを目的として、野生種の染色体を1対ずつ添加したコムギ実験系統シリーズを用い、開花後の穂培養中に高温ストレスを与えた。その結果それらの系統の中に、高温ストレス下でも種子が小粒化せず、通常条件下の場合と同様、充実した種子形態を維持できる系統を見出すことができた。
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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
野生種由来の高弾力性タンパク質をコードする遺伝子のコムギへの導入について、ここまで順調に系統開発を進めることができた。また研究を進める中で、当初は予定していなかったが、デンプン合成を制御している野生種由来遺伝子・染色体をコムギへ導入するために、高弾力性タンパク質遺伝子の導入と同様の系統開発を開始した。
昨年度に条件を確立した開花後の穂培養中に高温ストレスを与える実験によって、野生種由来の遺伝子・染色体の保有が高温ストレス下での種子形態の維持に貢献できることが分かった。
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| Strategy for Future Research Activity |
野生種染色体とコムギ染色体間での組換えが生じた個体を、DNAマーカーとタンパク質マーカーによって選抜する。選抜個体について、小麦粉品質を評価する。
デンプンは種子成分の7割程度を占める主成分であるので、その減少は種子の小粒化による収量減少を引き起こすと考えられる。そこで本年度に見出した高温ストレス下で種子形態を維持できる系統について、開花後の穂培養中に高温ストレスを与えた後、デンプン量・組成を調査する。同時に、高弾力性タンパク質を含む種子貯蔵タンパク質の発現解析も行う。
以上より、小麦粉品質には生地の弾力性に加え、デンプンの量・組成も大きく影響するので、野生種由来遺伝子・染色体による高温ストレス下での種子形態も含めたそれら形質の維持について総合的に考察できると考えている。
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