| 研究課題/領域番号 |
17K07602
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
松島 良 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (80403476)
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| 研究分担者 |
久野 裕 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70415454)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 澱粉粒 / イネ / オオムギ / 胚乳 / 蛍光タンパク質 / イメージング / アミロプラスト / 共焦点走査型レーザー顕微鏡 |
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| 研究実績の概要 |
「澱粉粒」とは、植物細胞内で合成された澱粉が形成する粒子のことであり、植物種によってその形状は多様性を示す。特に穀類の胚乳においては、その形状多様性は顕著である。例えば、イネの胚乳の澱粉粒は複数の澱粉粒子が集合してできている。これは「複粒型澱粉粒」と呼ばれている。一方、オオムギやコムギは、1つの澱粉粒子から構成される「単粒型澱粉粒」を発達させる。澱粉粒の形は、澱粉の利用用途と精製効率を規定すると考えられるが、澱粉粒の形が決定される仕組みはほとんど未解明である。本研究では、澱粉粒を蛍光タンパク質により可視化する系を構築することにより、澱粉粒の形成過程のライブイメージング解析を行なう。イネとオオムギという澱粉粒の形が異なる2つの植物種を用いることで、澱粉粒の形が「いつ」「どのように」決定されるのかを明らかにすることを目的としている。本年度は、澱粉粒を蛍光タンパク質で可視化するために、澱粉粒を合成する植物オルガネラであるアミロプラストに効率的に移行するアミノ酸配列(AmyloTarget)を同定した。そして、AmyloTargetをコードする塩基配列を緑色蛍光タンパク質(GFP)の遺伝子と融合させ、AmyloTarget-GFP遺伝子を作成した。さらに、AmyloTarget-GFP遺伝子を発現する形質転換体をイネならびにオオムギで作出することに成功した。得られた形質転換体の登熟種子から切片を作成し、観察したところ、澱粉粒を内包するアミロプラストにGFPのシグナルが観察できた。
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| 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
予定通り、形質転換体の作出にイネとオオムギで成功し、アミロプラストならびに澱粉粒の可視化に成功した。観察についても、登熟種子の効率的な切片作成法を開発しつつあり、予想以上に明瞭な顕微鏡像が得られている。これまで信じられていた「澱粉粒の形状≒アミロプラストの形状」とは全く違う知見が得られつつある。
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| 今後の研究の推進方策 |
得られた形質転換体について、今後世代を更新しながら詳細な観察を進める。さらに、澱粉粒に関する変異体背景にもAmyloTarget-GFP遺伝子を導入する。イネとオオムギ間の比較、野生型と変異体間の比較を並行的に進めることにより、澱粉粒の形状決定の仕組みについて新知見の獲得を目指す。
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