2022 Fiscal Year Research-status Report
イネ茎葉部に蓄積する澱粉の多様性と原因遺伝子の解明
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22K14875
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
森田 隆太郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (30866075)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 澱粉の多様性 / アミロース・アミロペクチン / 稲わら / イネ / ハプロタイプ解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネの胚乳に蓄積する澱粉には澱粉生合成関連遺伝子の自然変異が存在し、「もち米」や「ジャポニカ米」として我々の日々の生活に利用されている。一方で、イネの茎部にも澱粉が蓄積するが、茎部蓄積澱粉にどのような多様性があるかは解析されていない。そこで本研究では世界のイネコアコレクション(WRC)69系統を用いて、稲わらに蓄積する澱粉のアミロース・アミロペクチン比などの分子構造や、糊化温度などの物理化学的特性の多様性について解析を行う。さらにSNPデータベースを用いたハプロタイプ解析を行い、茎部び蓄積する澱粉の多様性が生じる原因遺伝子の同定を行う。
初年度は主に澱粉合成関連遺伝子のうち、澱粉合成酵素 (SS)、澱粉粒結合型澱粉合成酵素(GBSS)、澱粉枝作り酵素 (BE)、澱粉枝切り酵素 (DBE)、ADP-グルコースピロホスホリラーぜ (AGP)のアミノ酸配列に関与するハプロタイプを調査した。これらの遺伝子うちほとんどの遺伝子について、アミノ酸置換の伴うハプロタイプが見つかったが、主にイネの葉鞘や稈で澱粉生合成に関与するAGP大サブユニット1にはアミノ酸置換を伴うハプロタイプがなかった。また最もハプロタイプが多かったのは葉身や葉鞘でアミロペクチンの長鎖の合成に関与するSSIIIbで16種類のハプロタイプが見つかった。一方で、もち米の原因遺伝子であるGBSSIの他には終止コドンを伴う自然変異は見つからなかった。現在、圃場で育成したWRCの稲わらから澱粉を精製進めており、精製が終わり次第、澱粉の分子構造や物理科学的特性を解析する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度は計画通り世界のイネコアコレクションの澱粉合成関連遺伝子のハプロタイプの調査と圃場における栽培試験、茎部からの澱粉精製に取り組んだ。ハプロタイプの調査は順調に進んだが、稲藁の粉砕に時間がかかり、澱粉精製に時間がかかっているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は澱粉分解関連遺伝子や関連する遺伝子についてもハプロタイプの調査を行う。稲藁の粉砕を迅速に行うために、新たに粉砕機を購入し、澱粉の精製ならびに澱粉の分子構造・物理化学的性質の解析を行う。昨年度に引き続き世界のイネコアコレクションを圃場で育成し、出穂期に地上部全体をサンプリングする。
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| Causes of Carryover |
稲わらの粉砕に時間がかかり、その後の精製や分子構造の解析が進まなかったため次年度使用額が生じた。稲わらの粉砕を迅速に進め研究計画を遂行するために新たな粉砕機の購入に充てる。
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