2016 Fiscal Year Annual Research Report
Towards genetic modification of non-structural carbohydrate composition in rice stems: Searching for regulatory factors in starch and sucrose metabolisms
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26292009
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
青木 直大 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (70466811)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 達也 名城大学, 農学部, 教授 (30319313)
廣瀬 竜郎 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, 上級研究員 (90355579)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物（イネ） / 茎 / 炭水化物代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、イネの茎部（葉鞘・稈）における非構造性炭水化物（主にデンプンとショ糖；以下NSC）の含有率決定に深く関与する代謝制御因子を明らかにするために、収穫期の茎部にショ糖（およびデンプン）を高濃度で蓄積する、高ショ糖（高NSC）品種「たちすずか」や「たちあやか」、および「日本晴‐短穂変異体」や高NSC品種「リーフスター」について、１）茎部NSCの蓄積パターンの特徴を明らかにしながら、２）NSCの合成および分解経路を代謝レベル（酵素機能解析、転流機能解析）と遺伝子レベル（アイソジーン解析、網羅的遺伝子発現解析）で解析している。本年度の研究成果としては主に以下を得た。
・１）の解析結果から、イネ茎部のNSCの蓄積量および組成は穂の大きさ（シンク・サイズ）のみによって決定されるものではなく、高NSC品種はそれぞれ特有のNSC蓄積メカニズムを有することが明らかとなった（Hirose et al. 2017）。
・上記の品種およびそれらの親品種の茎部（出穂後20日）における網羅的遺伝子発現解析（RNA-seq）から、デンプンまたはショ糖濃度の決定に深く関与すると思われる代謝酵素遺伝子、および転写因子などの発現制御遺伝子のリストを得た（原著論文を準備中）。
・「日本晴」を用いた茎部NSC関連酵素遺伝子のアイソジーン解析から、デンプン分解酵素β-アミラーゼのBAM2およびBAM3が、茎部におけるデンプン分解に関与していることが明らかになった（Hirano et al. 2016、平野ら2017）。また、α‐グルカンホスホリラーゼのPHO1およびPHO2（樋口ら2016）や、ショ糖分解酵素のINV2が茎部NSC代謝に関与していることが明らかになった。
・平成29年3月の日本作物学会においてミニシンポジウム「イネ茎部で働く遺伝子たち」を開催した（平野ら2017、岡村ら2017）。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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