イネ種子における脂質合成の分子機構解明によるリピッド高蓄積米の作出

• 研究課題/領域番号: 24658097
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 増村 威宏 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 講師 (50254321)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 植物 / 遺伝子発現 / 脂質 / イネ種子 / アリューロン層 / 転写因子 / 脂質合成遺伝子 / 形質転換イネ

研究成果の概要

本研究はイネ種子において機能性成分を蓄積するアリューロン層を強化することを目的とし、アリューロン層における遺伝子の網羅的発現解析を行い、その中から重要な転写因子や酵素遺伝子を見出し、高発現することによりリピッド高蓄積のイネ種子を作出することを目指した。
胚乳分化初期に特異的に発現する転写因子（NFYB）遺伝子を、ユビキチンプロモーター制御下で過剰発現するイネを作出し、種子の形態観察、脂質蓄積量に関する実験を行った。その結果、デンプン性胚乳組織が縮小し種子当りの脂質含量は増加する過剰発現イネが得られた。種子中の貯蔵タンパク質合成部位を減少させることで、脂質合成能を向上させる可能性が見いだされた。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of the region of rice 13 kDa prolamin essential for the formation of ER-derived protein bodies using a heterologous expression system. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Masumura**, Takanari Shigemitsu**, Shigeto Morita, Shigeru Satoh
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 79 号: 4 ページ: 566-573
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.991684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic protein expressions of phosphoenolpyruvate carboxylase in developing rice seeds. (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoki Yamamoto, Masayuki Shimada, Toshio Sugimoto, Yoshikiyo Oji, Takehiro Masumura
  • 雑誌名: Journal of Cereal Science 巻: 60 号: 2 ページ: 457-480
  • DOI: 10.1016/j.jcs.2014.06.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Concomitant increases of the developing seed phosphoenolpyruvate carboxylase activity and the seed protein content of field-grown wheat with nitrogen supply. (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoki Yamamoto, Toshio Sugimoto, Takehiro Masumura
  • 雑誌名: Agricultural Sciences 巻: 5 号: 14 ページ: 1558-1565
  • DOI: 10.4236/as.2014.514167
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RNAi-mediated suppression of endogenous storage proteins leadsto a change in localization of overexpressed cholera toxinB-subunit and the allergen protein RAG2 in rice seeds. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, S., et al.
  • 雑誌名: Plant Cell Rep. 巻: 33 号: 1 ページ: 75-87
  • DOI: 10.1007/s00299-013-1513-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular cloning, gene expression and functional expression of a phosphoenolpyruvate carboxylase Osppc1 in developing rice seeds: implication of involvement in nitrogen accumulation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoki Yamamoto, Tatsuya Kubota, Takehiro Masumura, Naomasa Shiraishi, Kunisuke Tanaka, Toshio Sugimoto, Yoshikiyo Oji
  • 雑誌名: Seed Science Research 巻: 24 号: 1 ページ: 23-36
  • DOI: 10.1017/s0960258513000354
  • 査読あり
• [雑誌論文] MucoRice-cholera toxin B-subunit, a rice-based oral cholera vaccine, down-regulates the expression of α-amylase/trypsin inhibitor-like protein family as major rice allergens. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, S., et al.
  • 雑誌名: J. Proteome Res. 巻: 12 号: 7 ページ: 3372-3382
  • DOI: 10.1021/pr4002146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of toxin-specific neutralizing immunity by molecularly uniform rice-based oral cholera toxin B subunit vaccine without plant-associated sugar modification. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki, Y., et al.
  • 雑誌名: Plant Biotechnol. J. 巻: 11 号: 7 ページ: 799-808
  • DOI: 10.1111/pbi.12071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accumulation of rice prolamin-GFP fusion proteins induces ER-derived protein bodies in transgenic rice calli. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takanari Shigemitsu, Takehiro Masumura, Shigeto Morita, Shigeru Satoh
  • 雑誌名: Plant Cell Reports 巻: 32 ページ: 389-399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloning and expression of genes for biosynthesis of very-long-chain fatty acids, the precursors for cuticular wax formation, in carnation (Dianthus caryophyllus L.) petals. (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaya Kawarada, Yoshihiro Nomura, Taro Harada, Shigeto Morita, Takehiro Masumura, Hiroyasu Yamaguchi, Koji Tanase, Masafumi Yagi, Takashi Onozaki, Shigeru Satoh
  • 雑誌名: Journal of the Japanese Society for Horticultural Science 巻: 82 ページ: 161-169
  • 査読あり
• [雑誌論文] 少量試料による米粉生地の膨化測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奥西智哉、宮下香苗、大江翔太郎、萬代悠太、増村威宏、黒田昌治
  • 雑誌名: 日本食品科学工学会誌 巻: 59 ページ: 473-475
  • NAID: 10031055001
  • 査読あり
• [学会発表] A potential use of phosphoenolpyruvate carboxylase in developing rice seeds. (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoki Yamamoto, Toshio Sugimoto, Ai Sasou, Tatsuya Kubota, Masahiro Shimada, Yuki Saito, Naomasa Shiraishi, Shigeto Morita, Shigeru Sato, Kentaro Yano, Kunisuke Tanaka, Yoshikiyo Oji, Takehiro Masumura
  • 学会等名: 4th International Rice Congress
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-11-01
• [学会発表] ダイズ種子ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼの情報科学的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本直樹、高野知之、矢野健太郎、杉本敏男、増村威宏
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部大会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-20
• [学会発表] イネ登熟種子中の脂質合成関連遺伝子群の組織別・網羅的発現解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木下由貴、斉藤雄飛、東田潤、土居誠、寺島伸、堺谷荘太、森田重人、佐藤茂、石丸努、近藤始彦、山本直樹、矢野健太郎、増村威宏
  • 学会等名: 第32回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 岩手
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-22
• [学会発表] コムギ登熟種子ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼの開花期窒素供給への応答と遺伝子発現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本直樹、高野知之、木下由貴、佐生愛、矢野健太郎、杉本敏男、増村威宏
  • 学会等名: 日本農芸化学会第485回関西支部例会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2014-07-12
• [学会発表] 経口コメ型ワクチンMucoRice-CTBにおける主要アレルゲンのプロテオーム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: ○黒河志保、中村里香、目島未央、秦裕子、黒田昌治、竹山夏実、尾山大明、佐藤茂、清野宏、増村威宏、手島玲子、幸義和
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部第479回講演会
  • 発表場所: 京都府立大学
• [学会発表] 日本晴と組換えワクチン発現イネにおけるコメアレルゲンRAG2タンパク質の種子内局在部位 (2013)
  • 著者名/発表者名: ○黒河志保、黒田昌治、目島未央、中村里香、高橋裕子、相良洋、竹山夏実、佐藤茂、清野宏、手島玲子、増村威宏、幸義和
  • 学会等名: 本農芸化学会関西支部第480回講演会
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] イネ種子プロテインボディタイプI（PB-I）に蓄積するプロラミン分子種間の相互作用の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: ◯佐生愛、重光隆成、森田重人、佐藤茂、増村威宏
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部大会
  • 発表場所: 広島県立大学
• [学会発表] イネ種子で発現する貯蔵脂質合成関連遺伝子群の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: ○堺谷荘太、斉藤雄飛、東田潤、土居誠、森田重人、佐藤茂、石丸努、近藤始彦、増村威宏
  • 学会等名: 第31回植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 経口ワクチン用キャリアーを目指したイネ種子PB-Iの特定部位への外来タンパク質局在化と消化酵素耐性に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: ○佐生愛、重光隆成、齊藤雄飛、田中愛実、森田重人、佐藤茂、増村威宏
  • 学会等名: 第31回植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 抗菌タンパク質を発現するイネに関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: ○菊田桃香、佐生愛、重光隆成、森田重人、佐藤茂、増村威宏
  • 学会等名: 第31回植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 高温障害が米の食味と貯蔵タンパク質へ及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増村威宏、重光隆成、後藤双水、齊藤雄飛、石丸努、近藤始彦
  • 学会等名: 日本作物学会第235回講演会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] イネ種子における貯蔵脂質合成関連遺伝子群の発現解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堺谷荘太、齊藤雄飛、東田潤、土居誠、森田重人、佐藤茂、石丸努、近藤始彦、増村威宏
  • 学会等名: 第30回植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
• [学会発表] PB-I様構造体を形成した形質転換イネカルスの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 重光隆成、森田重人、佐藤茂、増村威宏
  • 学会等名: 第30回植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
• [学会発表] 環境ストレスを受けたイネにおける種子貯蔵タンパク質の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤双水、重光隆成、齊藤雄飛、森田重人、佐藤茂、石丸努、近藤始彦、増村威宏
  • 学会等名: 第30回植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学