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2021 年度 実績報告書

米澱粉の分子構造と物性を制御するメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J40020
研究機関秋田県立大学

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)

研究期間 (年度) 2018-07-01 – 2022-03-31
キーワードイネ / モチ米 / スターチシンターゼ / GBSSI / SSIIa
研究実績の概要

炊飯米の食感や調理・利用特性は、澱粉の構成成分であるアミロースの割合やアミロペクチンの分岐鎖の長さに大きな影響を受ける。用途に応じて求められる澱粉の特性は多様であるが、澱粉の分子構造や物性を制御するメカニズムの詳細は不明である。本研究では、アミロペクチンの分岐鎖の長短や糊化温度を制御するStarch synthase IIa (SSIIa) と、アミロース含量を制御するGranule-bound starch synthase I (GBSSI) の強弱や有無が異なる組合せの新規イネ変異体を用いて、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最終目標として、(1)登熟種子から抽出した可溶性タンパク質に含まれる澱粉生合成関連酵素複合体の分子量や構成の変化を明らかにし、(2)完熟種子のアミロペクチンの分岐構造およびアミロース含量の測定、(3)澱粉の物性測定を行った。

平成30年度はSS2aが高活性型・低活性型・欠失型でGBSS1が低発現型のイネ系統の澱粉特性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。
平成31年度(令和元年度)は、SS2aが高活性型・低活性型でGBSS1が欠失したモチ米系統を用いて、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・粘弾性測定条件)を確立した。
令和2年度はSS2aが高活性型・低活性型・欠失型でGBSS1が高発現型である3種類 のBC3F2世代を単離した。
令和3年度は、SS2aが高活性型・低活性型・欠失型でありGBSS1が欠失した3種類のモチ系統を使って餅を作成し、令和元年度に確立した手法を用いて、粘弾性や硬化速度などの物性を比較した。その結果、SSIIaが欠失した餅は、低温で保存しても軟らかさが維持されることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Starch biosynthetic protein complex formation in rice ss2a be2b double mutant differs from their parental single mutants.2022

    • 著者名/発表者名
      Ida Tamami、Crofts Naoko、Miura Satoko、Matsushima Ryo、Fujita Naoko
    • 雑誌名

      Journal of Applied Glycoscience

      巻: . ページ: .

    • DOI

      10.5458/jag.jag.JAG-2021_0015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure and Properties of Starch in Rice Double Mutants Lacking Starch Synthase (SS) IIa and Starch Branching Enzyme (BE) IIb2021

    • 著者名/発表者名
      Ida Tamami、Crofts Naoko、Miura Satoko、Matsushima Ryo、Fujita Naoko
    • 雑誌名

      Journal of Applied Glycoscience

      巻: 68 ページ: 31~39

    • DOI

      10.5458/jag.jag.JAG-2021_0002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Active-type starch synthase (SS) IIa from indica rice partially complements the sugary-1 phenotype in japonica rice endosperm2021

    • 著者名/発表者名
      Crofts Naoko、Satoh Yoshiki、Miura Satoko、Hosaka Yuko、Abe Misato、Fujita Naoko
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 108 ページ: 325~342

    • DOI

      10.1007/s11103-021-01161-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Starch synthases SSIIa and GBSSI control starch structure but do not determine starch granule morphology in the absence of SSIIIa and SSIVb2021

    • 著者名/発表者名
      Crofts Naoko、Domon Asaka、Miura Satoko、Hosaka Yuko、Oitome Naoko F.、Itoh Ayaka、Noge Koji、Fujita Naoko
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 108 ページ: 379~398

    • DOI

      10.1007/s11103-021-01197-x

    • 査読あり
  • [学会発表] スターチシンターゼ(SS)IIa と枝作り酵素(BE)IIb の活性が無い二重変異体米の澱粉構造と特性2021

    • 著者名/発表者名
      井田圭美, クロフツ尚子, 三浦聡子, 保坂優子, 松島良, 藤田直子
    • 学会等名
      第12回 日本応用糖質科学会東北支部会
  • [学会発表] スターチシンターゼ (SS) 欠失イネ変異体の登熟種子におけるADP-glucose (ADPG) の定量2021

    • 著者名/発表者名
      クロフツ尚子, 土門安沙香, 三浦聡子, 保坂優子, 追留那緒子, 野下浩二, 藤田直子
    • 学会等名
      第70回 日本応用糖質科学会
  • [学会発表] スターチシンターゼ(SS)IIa と枝作り酵素(BE)IIb の二重変異体米が登熟胚乳で形成する澱粉生合成関連酵素の超高分子量タンパク質複合体の解析2021

    • 著者名/発表者名
      井田圭美, クロフツ尚子, 三浦聡子, 保坂優子, 松島良, 藤田直子
    • 学会等名
      第70回 日本応用糖質科学会
  • [学会発表] High levels of two major starch synthases (SSIIa and GBSSI) in ss3a ss4b double mutant alter structure of starch, but do not recover from spherical starch granule morphology.2021

    • 著者名/発表者名
      Naoko Crofts, Asaka Domon, Satoko Miura, Yuko Hosaka, Naoko F. Oitome, Koji Noge, Naoko Fujita
    • 学会等名
      Starch Round Table 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 澱粉生合成過程で形成される酵素複合体の研究2021

    • 著者名/発表者名
      クロフツ尚子, 井田圭美, 飯塚悠莉子, 三浦聡子, 林真里, 阿部奈津子, 追留那緒子, 藤田直子
    • 学会等名
      第61回澱粉研究懇談会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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