重イオンビーム変異とゲノム編集技術を用いたミネラル栄養価の高いコシヒカリの作出

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K17998
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 増田 寛志 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (40605268)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 鉄 / 亜鉛 / イネ / 栄養強化

研究実績の概要

鉄や亜鉛栄養価が高いコシヒカリを作出し、日本人が日々摂取する米食から鉄や亜鉛をより多く摂取できれば、日本人の鉄欠乏性貧血症や亜鉛欠乏症の改善に貢献できる。また、これによりコメの商品価値を高めれば、農家にとっても利益となる。そこで、重イオンビームにより変異を導入したコシヒカリの変異系統を種子中の微量元素の含有量と収量、表現型を元に選抜し、鉄や亜鉛含有量が高く、他の形質が通常のイネと同等の新しいイネ品種を作出することを目的としている。

これまでの圃場栽培と選抜により、玄米中の鉄や亜鉛濃度が高く　その他の表現型に明確な変化が見られず収量も野生株と同等の系統を3系統選抜している。令和2年度は、M7植物体を秋田県立大学の附属圃場で栽培し、得られた種子が高いことを再度確認した。変異株と野生株の交配F2系統の配列を次世代シーケンサーで読み、遺伝子変異の領域を絞り込み、鉄・亜鉛栄養の増加に関わる遺伝子の候補をリストアップした。現在、原因遺伝子の絞り込みと、選抜マーカーの作製を行っている。

また、秋田県農業試験場と共同研究で、あきたこまち低カドミウム系統、ゆめおばこ低カドミウム系統(食味が良い)、つぶぞろい(食味が良い)、東北胚232号(栄養価が高い)などの秋田県の栽培奨励品種と交配し、栄養価の高い新たなブランド米の育種を目指している。令和2年度は、F2植物体を圃場で栽培、収穫した。F3の玄米の元素分析を行い、鉄・亜鉛含有量の多い系統を選抜した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a mugineic acid family phytosiderophore analog as an iron fertilizer. (2020)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Urabe A, Sasaki S, Tsugawa R, Nishio S, Mukaiyama H, Murata Y, Masuda H, Aung MS, Mera A, Takeuchi M, Fukushima K, Kanaki M, Kobayashi K, Chiba Y, Shrestha BB, Nakanishi H, Watanabe T, Nakayama A, Fujino H, Kobayashi T, Tanino K, Nishizawa NK, Namba K.
  • 雑誌名: Nat. Com. 巻: 12 ページ: 1558
  • DOI: 10.1038/s41467-021-21837-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] How does rice defend against excess iron? : Physiological and molecular mechanisms. (2020)
  • 著者名/発表者名: Aung MS and Masuda H.
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: 11 ページ: 1102
  • DOI: 10.3389/fpls.2020.01102
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Boosting crop nutrition to improve lives (2020)
  • 著者名/発表者名: Masuda H, Aung MS.
  • 雑誌名: impact 巻: 6 ページ: 68-69
  • DOI: 10.21820/23987073.2020.6.68
  • オープンアクセス
• [備考] 研究者ホームページ コメの鉄・亜鉛栄養価を高める研究
  • URL: https://www.dbp.akita-pu.ac.jp/~masuda/research1.html
• [備考] 研究者の研究業績
  • URL: https://www.dbp.akita-pu.ac.jp/~masuda/achivement.html