| 研究課題/領域番号 |
18J40020
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
クロフツ 尚子 秋田県立大学, 生物資源科学部, 特別研究員(RPD) (30583330)
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| 研究期間 (年度) |
2018-07-01 – 2022-03-31
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| キーワード | イネ / 澱粉 / アミロペクチン / 酵素間相互作用 / 複合体 |
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| 研究実績の概要 |
これまでの研究から、Granule-bound starch synthase I (GBSSI)がアミロース含量を、Starch synthase IIa (SSIIa)がアミロペクチン分岐鎖の長短を制御し、炊飯米の食感や、調理・利用特性といった物性に大きな影響を与えることが明らかになってきた。GBSSIまたはSSIIa活性の強弱や有無が変わると、酵素間相互作用および澱粉構造や物性が変化し、これまでにない食感の米になることが予想される。本研究ではSSIIaとGBSSIの強弱や有無が異なる組合せの新規変異体をもちいて、澱粉生合成関連酵素の酵素間相互作用と澱粉構造や物性の関係を明確にすることを目的とした。
平成30年度は、GBSSIが低発現でSSIIaが高活性型・低活性型・欠失型のイネ系統のアミロペクチン構造とアミロース含量および澱粉生合成関連酵素複合体の形成を明らかにした。その結果、 SSIIaの活性が低くなるほどアミロペクチン短鎖が増加し、 澱粉の糊化温度も低下した（高活性型系統が71℃、 低活性型系統は52℃、欠失系統が47℃）。糊化ピーク温度が50℃を下回る品種は非常に稀であり、 SSIIaが欠失すると既存の品種よりもさらに糊化温度が低い米になることが明らかになった。一方、アミロース含量はSSIlaの活性が低くなるほど増加し、 高活性型系統は13.7%、 低活性型系統は20.7%、完全欠損系統は24.1%であった。
さらに、これらの系統の登熟種子から可溶性タンパク質を抽出し、ゲル癒過法をもちいて澱粉生合成関連酵素の複合体の変化を調べたところ、 SSIIaが欠損した系統はモノマーに溶出するSSIの割合が減少し、200-300 kDaに溶出する割合が増加した。従って、SSIIaが欠失するとSSIが酵素複合体の形成の一部を相補することが推察された。
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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
GBSSIが低活性型で、SSIIaが高活性型・低活性型・欠失型の各イネ変異体のアミロペクチン構造や糊化温度、澱粉生合成関連酵素の酵素間相互作用を明らかにし、論文として発表することができたから。
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| 今後の研究の推進方策 |
ジャポニカ種モチ米（Granule-bound starch synthase I：GBSSI欠損）のSSIIaを高活性型にするとアミロペクチン分岐鎖が長くなり、硬いモチになるか？逆に、SSIIa活性を低下または欠損させるとアミロペクチンの短鎖が増え、軟らかいモチになるか？を明確にするため、Starch synthase IIa (SSIIa)が高活性・低活性・欠損した場合の澱粉構造・物性を明らかにする。
そのため、餅の粘弾性や硬化速度を測定するための条件（餅を作る際の加水量・冷却時間・粘弾性の測定条件）を確定する。また、SSIIaが完全に欠損した糯米を単離する。さらに、キャピラリー電気泳動法によりアミロペクチンの鎖長分布を明確にし、示唆走査熱量計により澱粉の糊化温度を明確にする。
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