| 研究課題/領域番号 |
22K14875
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分39020:作物生産科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 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 / 澱粉 / アミロース / 茎葉部 / アソシエーション解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
イネ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を起因とする多様性があり, ジャポニカ米, インディカ米, もち米などのように, その物理化学的性質により使い分けられる．しかしながら発酵粗飼料やバイオ燃料原料として注目されているイネ茎葉部に蓄積する澱粉については, 胚乳澱粉と同様な多様性が存在するかは未解明である．本研究ではイネ品種群の茎葉部から澱粉粒を精製し, アミロース含量などの分子構造や糊化および糖化特性などの物理化学的性質を解析してイネの茎葉部蓄積澱粉の多様性を明らかにする．さらにアソシエーション解析により, 各形質に関わる原因遺伝子の同定を目指す．
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| 研究実績の概要 |
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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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
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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| 今後の研究の推進方策 |
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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