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2016 年度 実施状況報告書

米品質を制御するα-アミラーゼ遺伝子およびその転写調節因子の特定

研究課題

研究課題/領域番号 15K07279
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

山川 博幹  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 作物開発研究領域, 上級研究員 (10370537)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードイネ / 高温登熟 / 乳白粒 / α-アミラーゼ / 転写因子
研究実績の概要

27年度の解析において、イネの8個のα-アミラーゼ遺伝子のうちAmy1A、Amy3C、およびAmy3Dが登熟期の胚乳で比較的高い遺伝子発現を示し、胚乳特異的強制発現で乳白粒を生じたため、これらの遺伝子が玄米品質を制御するα-アミラーゼ遺伝子と考えられた。そこで、28年度は、これらの遺伝子について、登熟期胚乳での発現を規定するプロモーターシス領域を200bp以内に限定した。すなわち、それぞれプロモーター領域を5’上流側より200bpずつ短縮した、-1,000bp、-800bp、-600bp、-400bp、-200bpプロモーター-GUSレポーター遺伝子を作成し、イネへ導入して登熟期胚乳等の各組織におけるプロモーター活性の有無を評価した。その結果、Amy1AおよびAmy3Cでは-200bpプロモーターで胚乳の背側および中心部に転写活性が認められたが、Amy3Dでは-600bpプロモーターで胚乳周辺部に見られたプロモーター活性が-400bpプロモーターでは消失した。このことからAmy1AおよびAmy3Cでは-200~0bpの領域に、Amy3Dでは-600~-400bpの領域に、胚乳での発現に関わるシス領域が存在すると考えられた。これを受けて、当該領域をタンデムに連結することによって、29年度に行うα-アミラーゼ遺伝子プロモーター結合転写因子の酵母ワンハイブリッドスクリーニングで用いるベクターを作成した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り順調に進展している。

今後の研究の推進方策

Amy1A (-200~0bp)、Amy3C (-200~0bp)、およびAmy3D (-600~-400bp)のシス領域をそれぞれ連結したbaitベクターを用いて、産業技術総合研究所で整備されたイネ転写調節因子ライブラリーをpreyとして酵母ワンハイブリッドスクリーニングを行う。見出された転写調節因子のうち、登熟期の胚乳で発現がみられるものを選抜し、転写調節因子候補とする。それらの候補のうち、イネで強制発現させた際に、上記α-アミラーゼ遺伝子の転写活性化あるいは抑制が認められるものについて、α-アミラーゼ遺伝子を制御する転写調節因子として提示する。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額1,509,433円は、本年度の研究費を効率的に使用して発生した残額である。

次年度使用額の使用計画

研究材料(ベクターおよび組換えイネ)の作成等に使用し、次年度に申請する金額と併せて、研究計画遂行のために使用する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] An Activity-Staining Method on Filtration Paper Enables High-Throughput Screening of Temperature-Sensitive and Inactive Mutations of Rice α-Amylase for Improvement of Rice Grain Quality.2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromoto Yamakawa, Rieko Hirai-Kimura, Yuriko Nakata, Masaru Nakata, Masaharu Kuroda, Takeshi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 58 ページ: 658-667

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx030

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 登熟期高温による玄米可溶性糖の増加はデンプン分解に由来する2017

    • 著者名/発表者名
      中田克、宮下朋美、羽方誠、黒田昌治、山口武志、山川博幹
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [学会発表] Impact of high temperature on the transcriptome/metabolome in developing grains.2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromoto Yamakawa, Masaru Nakata, Makoto Hakata, Tomomi Miyashita, Rieko Kimura, Yuriko Nakata, Masaharu Kuroda, and Takeshi Yamaguchi
    • 学会等名
      IRRI-JIRCAS-NARO Joint Symposium, Towards achieving sustainable rice production in Asia.
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 農研機構中央農業研究センター作物開発研究領域育種素材開発・評価グループ(米品質担当)ホームページ

    • URL

      http://www.naro.affrc.go.jp/org/narc/ricequalitylab/

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公開日: 2018-01-16  

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