減プロラミン米の育種

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10356001
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 佐藤 光 九州大学, 農学研究院, 教授 (70128031)
• 研究分担者: 望月 俊宏 九州大学, 農学研究院, 助手 (60239572) ; 熊丸 敏博 九州大学, 農学研究院, 助教授 (00284555) ; 小川 雅広 山口県立大, 家政学部, 教授 (10160772) ; 荒巻 功 国税庁, 醸造研究所, 主任研究員
• キーワード: イネ / 胚乳貯蔵タンパク質 / プロラミン / 突然変異体 / cDNAライブラリー / SDS-PAGE / 遺伝分析 / MNU受精卵処理

研究概要

・減プロラミン米の生化学的特性解析:ノーザンブロット分析の結果、高含硫(H-Sulfur)プロラミンは開花後5日、低含硫(L-Sulfur)プロラミンは開花後7日から遺伝子の発現が認められ、両プロラミン分子の発現は遺伝子的に異なるだけではなく、時期的にも異なることが明かとなった。ウエスタンブロット分析の結果、貯蔵タンパク質のPBへの集積に関与する分子シャペロンPDI及びBiPはそれぞれ開花後6及び7日目に発現が認められた。プロラミンは開花後6日に集積を開始し、9日以降に蓄積量が急激に増加したことから、両シャペロンはプロラミンの集積に先立って発現することが示された。
2種のPDI及びBiPのcDNAクローンをそれぞれ発現ベクターに組込み、大腸菌組換え体を作製、タンパク質大量発現系を構築できた。これにより、抗体の作製とプロラミン変異体系統におけるシャペロンの発現解析が可能となった。
・減プロラミン米の免疫組織化学的解析:日本型品種金南風について抗プロラミン及び抗グルテリン抗体を用い蛍光免疫標識を行った結果、グルテリンは胚乳細胞内部に、プロラミンは外壁に特異的に蓄積することが明かとなった。さらに、プロラミンは胚乳組織中心部にはほとんど認められず外層に多く分布し、登熟種子の発現パターンと良く一致した。しかし、印度型品種IR36では登熟初期からプロラミンの発現が認められ、品種間で発現時期が遺伝的に異なることが示唆された。
・減プロラミン遺伝子の単離と構造解析:印度型品種Kasalathと減プロラミン米変異体系統のF2のRELP分析を行い、esp1を染色体7上のR2394とR1789間に位置付けた。さらに、H-Sulfurプロラミン量を低下させる遺伝子、Hsp1及びhsp2を新たに同定し、H-Sulfurプロラミンの発現調節に少なくとも4種以上の遺伝子が存在することが明かとなった。

研究成果

• [文献書誌] Issiki,M.,M.Nakajima,H.Satoh and K.Shimamoto: "dull : rice mutants with tissue-specific effects on the splicing of the waxy pre-mRNA."The Plant Journal. 23(4). 451-460 (2000)
• [文献書誌] H.Matsusaka,T.Kumamar u,M.Ogawa and H.Satoh: "Biosynthesis of rice S-poor and S-rich prolamins are regulated by independent genetic system."Rice Genetics IV. (in press). (2000)
• [文献書誌] Y.Takemoto,M.Ogawa,T.Kumamaru,T.W.Okita and H.Satoh: "Hypothetical model of genetic regulation of glutelin biosynthesis pathwey"Rice Genetics IV. (in press). (2000)
• [文献書誌] M.S.Jahan,T.Kumamaru,H.Satoh and H.Hamid: "Genetic diversity in seed storage proteins of Bangradesh rice cultivars"Rice Genetics IV. (in press). (2000)
• [文献書誌] P.P.Aung,T.Kumamaru and H.Satoh: "Genetic variation in seed storage protein and storage endosperm starch in Myanmar local rice cultivars."Rice Genetics IV. (in press). (2000)
• [文献書誌] S.U.Siddiqui,H.Satoh and T.Kumamaru: "Variation in the seed storage protein in Pakistan rice germplasm."Rice Genetics IV. (in press). (2000)
• [文献書誌] H.Satoh,Y.Uemura,T.C.Katayama,S.Minakuchi,T.Kumamaru and M.Ogawa: "Integration of Biodiversity and Genome Technology for Crop Improvement"National Institute of Agrobiologicl Resources, Tukuba 305 8602, Japan. 181 (2000)