新奇の色素体分裂機構の解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23770046
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 松島 良 岡山大学, その他部局等, 助教 (80403476)
• Keywords: 澱粉粒 / 色素体 / イネ / アミロプラスト / 胚乳 / 突然変異体

Research Abstract

胚乳における澱粉粒の大きさは、澱粉の精製効率や利用用途を規定する重要形質である。澱粉粒の大きさは植物種によって異なるが、その決定機構に関与する分子群は分かっていない。本研究では、澱粉粒が巨大化するイネ突然変異体の解析を進めている。本年度は、澱粉粒の大きさを制御する新規因子であるSSG4遺伝子の同定と解析を行なった。澱粉粒が巨大化するssg4変異体を用いて、マップベーストクローニングを行なった結果、ssg4変異を第一染色体短腕62kbの領域に限定した。ssg4変異体でこの領域を調べたところ、Os01g0179400遺伝子に塩基置換を発見することができた。相補性テストの結果もOs01g0179400遺伝子がSSG4遺伝子であることを支持した。SSG4遺伝子はC末端にDUF(Domain of unknown function) 490を持つ機能未知のタンパク質をコードしていた。DUF490配列は細菌から植物まで保存されており、ssg4変異はDUF490内で保存されている部位にアミノ酸置換を引き起こす変異であった。発現解析の結果、SSG4遺伝子は多くの組織で発現していたが、受粉後5-7日目の登熟種子において強く発現することが分かった。また、GFP融合タンパク質の解析から、SSG4タンパク質は澱粉粒を合成、蓄積するオルガネラであるアミロプラストに局在することが分かった。また、GC-MS解析の結果では、ssg4変異体の胚乳ではsucroseとglucoseが増加していることを発見した。今後、食味試験や工業的な視点から澱粉粒の特性評価を行ない、ssg4変異体の応用可能性について検討していく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Amyloplast-Localized SUBSTANDARD STARCH GRAIN4 Protein Influences the Size of Starch Grains in Rice Endosperm (2014)
  • Author(s): Matsushima, R., Maekawa M., Kusano, M., Kondo, H., Fujita, N., Kawagoe, Y., Sakamoto, W.
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 164巻 Pages: 623-636
  • DOI: 10.1104/pp.113.229591
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 澱粉粒の大きさを制御するSSG4遺伝子の同定と解析 (2014)
  • Author(s): 松島良,前川雅彦,草野都,近藤秀樹,藤田直子,坂本亘
  • Organizer: 日本育種学会第125回講演会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 20140321-22
• [Presentation] Rice starch biosynthetic enzyme complexes have the ability to generate glucans. (2014)
  • Author(s): Crofts, N., Abe, N., Matsushima, R., Tetlow, I. J., Emes, M. J., Nakamura, Y., Fujita, N.
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 20140318-20140320
• [Presentation] Development of TILLING resources using Brachypodium distachyon ‘Bd21’ (2014)
  • Author(s): Saisho, D., Mochida, K., Matsuura, T., Matsushima, R., Shinozaki, K., Hirayama, T.
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 20140318-20140320
• [Presentation] Molecular dissection of starch grain size control in rice endosperm (2013)
  • Author(s): Matsushima, R., Maekawa, M., Fujita, N., Kawagoe, Y., Sakamoto, W.
  • Organizer: 7th International Rice Genetics Symposium
  • Place of Presentation: Manila, Philippines
  • Year and Date: 20131105-08
  • Invited