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米澱粉の分子構造と物性を制御するメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J40020
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関秋田県立大学

研究代表者

クロフツ 尚子  秋田県立大学, 生物資源科学部, 特別研究員(RPD) (30583330)

研究期間 (年度) 2018-07-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードイネ / モチ米 / スターチシンターゼ / GBSSI / SSIIa / アミロース / アミロペクチン / 糯 / 糊化温度 / 物性 / 澱粉 / 酵素間相互作用 / 複合体
研究実績の概要

炊飯米の食感や調理・利用特性は、澱粉の構成成分であるアミロースの割合やアミロペクチンの分岐鎖の長さに大きな影響を受ける。用途に応じて求められる澱粉の特性は多様であるが、澱粉の分子構造や物性を制御するメカニズムの詳細は不明である。本研究では、アミロペクチンの分岐鎖の長短や糊化温度を制御するStarch synthase IIa (SSIIa) と、アミロース含量を制御するGranule-bound starch synthase I (GBSSI) の強弱や有無が異なる組合せの新規イネ変異体を用いて、澱粉生合成関連酵素の酵素間相互作用と澱粉構造や物性の関係を明確にすることを最終目標として、(1)登熟種子から抽出した可溶性タンパク質に含まれる澱粉生合成関連酵素複合体の分子量や構成の変化を明らかにし、(2)完熟種子のアミロペクチンの分岐構造およびアミロース含量の測定、(3)澱粉の物性測定を行った。

平成30年度はSS2aが高活性型・低活性型・欠失型でGBSS1が低発現型のイネ系統の澱粉特性および澱粉生合成関連酵素複合体の形成を明らかにした。
平成31年度(令和元年度)は、SS2aが高活性型・低活性型でGBSS1が欠失したモチ米系統を用いて、餅の粘弾性や硬化速度を測定するための条件(餅を作る際の加水量・冷却時間・粘弾性測定条件)を確立した。
令和2年度はSS2aが高活性型・低活性型・欠失型でGBSS1が高発現型である3種類 のBC3F2世代を単離した。
令和3年度は、SS2aが高活性型・低活性型・欠失型でありGBSS1が欠失した3種類のモチ系統を使って餅を作成し、令和元年度に確立した手法を用いて、粘弾性や硬化速度などの物性を比較した。その結果、SSIIaが欠失した餅は、低温で保存しても軟らかさが維持されることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Starch Biosynthetic Protein Complex Formation in Rice <i>ss2a be2b (</i>+<i>)</i> Double Mutant Differs from Their Parental Single Mutants2022

    • 著者名/発表者名
      Ida Tamami、Crofts Naoko、Miura Satoko、Matsushima Ryo、Fujita Naoko
    • 雑誌名

      Journal of Applied Glycoscience

      巻: 69 号: 2 ページ: 23-33

    • DOI

      10.5458/jag.jag.JAG-2021_0015

    • ISSN
      1344-7882, 1880-7291
    • 年月日
      2022-05-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Active-type starch synthase (SS) IIa from indica rice partially complements the sugary-1 phenotype in japonica rice endosperm.2022

    • 著者名/発表者名
      Crofts N, Satoh Y, Miura S, Hosaka Y, Abe M, Fujita N
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 108 号: 4-5 ページ: 325-342

    • DOI

      10.1007/s11103-021-01161-9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Starch synthase IIa and GBSSI control starch structure but do not determin starch granule morphology in the absence of SSIIIa and SSIVb.2022

    • 著者名/発表者名
      Crofts N, Domon A, Miura S, Hosaka Y, Oitome NF, Itoh A, Noge K, Fujita N
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 108 号: 4-5 ページ: 379-398

    • DOI

      10.1007/s11103-021-01197-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure and Properties of Starch in Rice Double Mutants Lacking Starch Synthase (SS) IIa and Starch Branching Enzyme (BE) IIb2021

    • 著者名/発表者名
      Tamami Ida, Naoko Crofts, Satoko Miura, Ryo Matsushima, Naoko Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Applied Glycoscience

      巻: 68 号: 2 ページ: 31-39

    • DOI

      10.5458/jag.jag.JAG-2021_0002

    • NAID

      130008050916

    • ISSN
      1344-7882, 1880-7291
    • 年月日
      2021-06-11
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation and starch characterization of non-transgenic BEI and BEIIb double mutant rice (Oryza sativa) with ultra-high level of resistant starch.2021

    • 著者名/発表者名
      Satoko Miura, Nana Koyama, Naoko Crofts, Yuko Hosaka, Misato Abe, Naoko Fujita
    • 雑誌名

      Rice

      巻: 14 号: 1 ページ: 3-3

    • DOI

      10.1186/s12284-020-00441-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 米の澱粉構造制御機構の解明に向けて:澱粉生合成過程で形成される酵素 複合体の解明2020

    • 著者名/発表者名
      クロフツ尚子
    • 雑誌名

      応用糖質科学

      巻: 10 ページ: 29-35

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Three Major Nucleotide Polymorphisms in the <i>Waxy</i> Gene Correlated with the Amounts of Extra-long Chains of Amylopectin in Rice Cultivars with S or L-type Amylopectin2019

    • 著者名/発表者名
      Crofts Naoko、Itoh Ayaka、Abe Misato、Miura Satoko、Oitome Naoko F.、Bao Jinsong、Fujita Naoko
    • 雑誌名

      Journal of Applied Glycoscience

      巻: 66 号: 1 ページ: 37-46

    • DOI

      10.5458/jag.jag.JAG-2018_005

    • NAID

      130007602674

    • ISSN
      1344-7882, 1880-7291
    • 年月日
      2019-02-20
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 変異体米を用いたイネ澱粉生合成関連酵素の酵素複合体の解析2019

    • 著者名/発表者名
      クロフツ尚子, 三浦聡子, 林真里, 阿部奈津子, 飯塚悠莉子, 追留那緒子, 藤田直子
    • 雑誌名

      応用糖質科学

      巻: 9 ページ: 76-82

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子マーカーを用いたイネ品種育成と品種鑑定2019

    • 著者名/発表者名
      藤田直子, 三浦聡子, クロフツ尚子, 中村保典
    • 雑誌名

      秋田県立大学ウェブジャーナルB

      巻: 6 ページ: 58-62

    • NAID

      120006734009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 変異体米を用いたイネ澱粉生合成関連酵素の酵素複合体の解析2019

    • 著者名/発表者名
      1)クロフツ尚子, 三浦聡子, 林真里, 阿部奈津子, 飯塚悠莉子, 追留那緒子, 藤田直子
    • 雑誌名

      応用糖質科学

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Starch Synthase IIa-Deficient Mutant Rice Line Produces Endosperm Starch With Lower Gelatinization Temperature Than Japonica Rice Cultivars2018

    • 著者名/発表者名
      Miura Satoko、Crofts Naoko、Saito Yuhi、Hosaka Yuko、Oitome Naoko F.、Watanabe Toshiyuki、Kumamaru Toshihiro、Fujita Naoko
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 9 ページ: 645-645

    • DOI

      10.3389/fpls.2018.00645

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] スターチシンターゼ(SS)IIa と枝作り酵素(BE)IIb の活性が無い二重変異体米の澱粉構造と特性2021

    • 著者名/発表者名
      井田圭美, クロフツ尚子, 三浦聡子, 保坂優子, 松島良, 藤田直子
    • 学会等名
      第12回 日本応用糖質科学会東北支部会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] スターチシンターゼ (SS) 欠失イネ変異体の登熟種子におけるADP-glucose (ADPG) の定量2021

    • 著者名/発表者名
      クロフツ尚子, 土門安沙香, 三浦聡子, 保坂優子, 追留那緒子, 野下浩二, 藤田直子
    • 学会等名
      第70回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] スターチシンターゼ(SS)IIa と枝作り酵素(BE)IIb の二重変異体米が登熟胚乳で形成する澱粉生合成関連酵素の超高分子量タンパク質複合体の解析2021

    • 著者名/発表者名
      井田圭美, クロフツ尚子, 三浦聡子, 保坂優子, 松島良, 藤田直子
    • 学会等名
      第70回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] High levels of two major starch synthases (SSIIa and GBSSI) in ss3a ss4b double mutant alter structure of starch, but do not recover from spherical starch granule morphology.2021

    • 著者名/発表者名
      Naoko Crofts, Asaka Domon, Satoko Miura, Yuko Hosaka, Naoko F. Oitome, Koji Noge, Naoko Fujita
    • 学会等名
      Starch Round Table 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 澱粉生合成過程で形成される酵素複合体の研究2021

    • 著者名/発表者名
      クロフツ尚子, 井田圭美, 飯塚悠莉子, 三浦聡子, 林真里, 阿部奈津子, 追留那緒子, 藤田直子
    • 学会等名
      第61回澱粉研究懇談会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 枝作り酵素 (BE) IIb変異体にインディカ米由来の遺伝子を導入した#1203系統の戻し交配による農業形質の向上と胚乳澱粉の特性解析2021

    • 著者名/発表者名
      〇三浦聡子,成田真衣子,伊藤優季,クロフツ尚子,保坂優子,追留那緒子,阿部美里,藤田直子
    • 学会等名
      2021年 日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] イネ栄養器官で 発現する澱粉粒結合型澱粉合成酵素 (GBSS) IIの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      〇森田隆太郎, 高橋陽希, 三浦聡子, クロフツ尚子, 深山浩, 青木直大, 藤田直子
    • 学会等名
      第251回 日本作物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] SSアイソザイムの強弱有無が異なるモチ変異体の澱粉構造,尿素溶解性と物性の関係2020

    • 著者名/発表者名
      〇クロフツ尚子, 長島桃香, 石川匡子, 藤田直子
    • 学会等名
      第69回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] イネの栄養器官で発現する澱粉粒結合型スターチシンターゼ (GBSS) IIの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      〇髙橋陽希, 森田隆太郎, 三浦 聡子, クロフツ尚子, 青木直大, 深山浩, 藤田 直子
    • 学会等名
      第69回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] イネ枝作り酵素 (BE) 二重変異が及ぼす胚乳と葉鞘の澱粉構造の違い2020

    • 著者名/発表者名
      〇三浦聡子, クロフツ尚子, 森田隆太郎, 保坂優子, 追留那緒子, 阿部美里, 藤田直子
    • 学会等名
      第69回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] スターチシンターゼ(SS)IIaと枝作り酵素 (BE) IIbの二重変異体米の澱粉構造とその性質2020

    • 著者名/発表者名
      〇井田圭美, クロフツ尚子, 三浦聡子, 保坂優子, 松島良, 藤田直子
    • 学会等名
      第69回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高レジスタント スターチ (RS) 米「まんぷくすらり」の澱粉特性とその応用利用2020

    • 著者名/発表者名
      〇藤田直子, クロフツ尚子, 三浦聡子, 保坂優子, 追留那緒子, 小野雅美, 中村保典
    • 学会等名
      第69回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] “スターチシンターゼ(SS)IIaと枝作り酵素 (BE) IIbの二重変異体米が登熟胚乳で形成する澱粉生合成関連酵素の超高分子量タンパク質複合体の解析2020

    • 著者名/発表者名
      〇井田圭美, クロフツ尚子, 三浦聡子, 保坂優子, 松島良, 藤田直子
    • 学会等名
      第138回 日本育種学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] イネの枝作り酵素 (BE) の3酵素のうち2つを欠損させた時の種子形態、稔実率及び澱粉構造への影響2020

    • 著者名/発表者名
      〇三浦聡子, クロフツ尚子, 森田隆太郎, 保坂優子, 追留那緒子, 中泉裕子, 阿部美里, 藤田直子
    • 学会等名
      第138回 日本育種学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高レジスタントスターチ (RS) 米「まんぷくすらり」の特徴とその応用利用2020

    • 著者名/発表者名
      ◯藤田直子, クロフツ尚子, 三浦聡子, 保坂優子, 追留那緒子, 川本朋彦, 加藤和直, 髙橋竜一, 髙橋 里矢子, 小野雅美, 中村保典
    • 学会等名
      第138回 日本育種学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] スターチシンターゼ (SS) IIIa /枝作り酵素 (BE) IIb二重変異体にインディカ米由来の遺伝子を導入した#1206系統の戻し交配による農業形質の向上と胚乳澱粉の特性解析2020

    • 著者名/発表者名
      〇三浦聡子, 成田真衣子, 伊藤優季, クロフツ尚子, 保坂優子, 追留那緒子, 阿部美里, 藤田直子
    • 学会等名
      第15回東北育種研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] インディカ米由来のスターチシンターゼ (SS) IIaはsugary-1形質の一部を補う2020

    • 著者名/発表者名
      藤田直子, 佐藤芳樹, 三浦聡子, 保坂優子, 阿部美里, クロフツ尚子
    • 学会等名
      第137回 日本育種学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 枝作り酵素 (BE) IとIIbが 欠損した二重変異体米の胚乳澱粉とレジスタントスターチ (RS) の特性2020

    • 著者名/発表者名
      三浦聡子, 幸山奈那, クロフツ尚子, 保坂優子, 阿部美里, 藤田直子
    • 学会等名
      第137回 日本育種学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Waxy遺伝子の三カ所の塩基置換がイネ胚乳のアミロペクチン超長鎖含量に関係する2019

    • 著者名/発表者名
      クロフツ尚子
    • 学会等名
      第11回 日本応用糖質科学会東北支部会 奨励賞受賞講演
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 難消化性澱粉(RS)を多く含む 「ちくし粉85号」の胚乳澱粉及び澱粉生合成関連酵素の解析2019

    • 著者名/発表者名
      三浦聡子, クロフツ尚子, 保坂優子, 松島良, 和田卓也, 藤田直子
    • 学会等名
      第11回 日本応用糖質科学会東北支部会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スターチシンターゼ (SS) アイソザイムの欠損, 発現の強弱と澱粉粒形態の関係2019

    • 著者名/発表者名
      藤田直子, 土門安沙香, 保坂優子, 追留那緒子, 三浦聡子, クロフツ尚子
    • 学会等名
      第68回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] インディカ米由来のスターチシンターゼIIa (SSIIa) と澱粉粒結合型スターチシンターゼ (GBSSI) はジャポニカ米由来のIsoamylase I欠失変異体 (isa1) の澱粉粒形質を一部回復する2019

    • 著者名/発表者名
      クロフツ尚子, 佐藤芳樹, 三浦聡子, 藤田直子
    • 学会等名
      第68回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネ栄養器官で特異的に発現するスター地シンターゼ (SS) IIIbの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      森田隆太郎, 三浦聡子, クロフツ尚子, 青木直大, 深山浩, 藤田直子
    • 学会等名
      第68回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 難消化性澱粉を多く含み, 澱粉構造が異なる5つの枝作り酵素 (BE) IIb変異体米の解析2019

    • 著者名/発表者名
      三浦聡子, 菊池佳奈, クロフツ尚子, 保坂優子, 阿部美里, 松島良, 藤田直子
    • 学会等名
      第68回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 難消化性澱粉を保有するイネ澱粉構造変異系統の胚乳特性解析2019

    • 著者名/発表者名
      和田卓也, 松島良, 藤田直子, 三浦聡子, クロフツ尚子, 保坂優子, 永松志郎, 熊丸敏博
    • 学会等名
      第68回 日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 米の澱粉構造制御機構の解明に向けて:澱粉生合成過程で形成される酵素複合体の解明2019

    • 著者名/発表者名
      クロフツ尚子
    • 学会等名
      第68回 日本応用糖質科学会 奨励賞受賞講演
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Loss of branching enzyme IIb activity altered starch biosynthetic protein complexes in rice endosperm.2019

    • 著者名/発表者名
      Naoko Crofts, Yuriko Iizuka, Natsuko Abe, Satoko Miura,Ryo Matsushima, Naoko Fujita
    • 学会等名
      Starch Round Table 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of enzyme complex and characterization of endosperm starch for rice mutant deficient in starch synthase IIa protein.2019

    • 著者名/発表者名
      Satoko Miura, Naoko Crofts, Yuko Hosaka, Naoko F Oitome, Misato Abe, Naoko Fujita
    • 学会等名
      Starch Round Table 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Starch synthase   (SS) IIa from indica rice partially complements the sugary-1 phenotype in japonica rice endosperm.2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Satoh, Naoko Crofts, Satoko Miura, Yuko Hosaka, Misato Abe, Naoko Fujita
    • 学会等名
      Starch Round Table 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スターチシンターゼ(SS)アイソザイム活性の強弱が見かけのアミロース含量に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      熊谷万紀, 杉本恭平, 三浦聡子, 阿部美里, 保坂優子, クロフツ尚子, 藤田直子
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 変異体米を用いたイネ澱粉生合成関連酵素の酵素複合体の解析2018

    • 著者名/発表者名
      クロフツ尚子, 三浦聡子, 林真里, 阿部奈津子, 飯塚悠莉子, 追留那緒子, 藤田直子
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-07-20   更新日: 2024-03-26  

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