研究課題
イネ種子の機能性成分である脂質や有機酸類は、胚芽とアリューロン層に多く蓄積するが、アリューロン層は種子全体の5%未満と少ない。そこで、本研究では機能性成分を蓄積するアリューロン層を増強することを目指した。そのため、胚乳分化を制御し、本来デンプン性胚乳へ分化する組織をアリューロン層に変換すること、アリューロン層において代謝産物の合成経路を強化することが必要だと考えられる。本研究では脂質をモデル系とし、胚乳分化期に特異的な転写因子の発現を制御した上で、アリューロン層における脂質合成の鍵酵素を高発現することにより、リピッド高蓄積のイネ種子を作出することを目的とした。１）胚乳分化期特異的転写因子遺伝子を過剰発現するイネの解析 これまでに単離した胚乳分化初期に特異的に発現する転写因子（NFYB）遺伝子を、ユビキチンプロモーターの制御下で過剰発現するイネを作出し、胚乳組織と蓄積部位の形態観察、脂質蓄積量の変化に関する実験を行った。その結果、アリューロン層の数に変化は無かったが、デンプン性胚乳組織が縮小し種子当りの脂質含量は増大することが明らかになった。本結果より、種子中の貯蔵タンパク質合成部位を減少させることで、脂質合成能を向上させる可能性が見いだされた。２）種子中における脂質合成関連遺伝子群の共発現解析 脂肪酸合成の初発に重要な働きをするACCase遺伝子、アシルACPを転移するGPAT遺伝子、貯蔵脂質合成の最終段階で働くDGAT遺伝子をそれぞれ過剰発現する酵母クローンの解析を進めたが、各酵母における脂質含量については大きな変動は見られず、個々の遺伝子の過剰発現では代謝系全体は動かない可能性が示唆された。そこで、脂質合成時期の遺伝子発現プロファイルを元に脂質合成関連遺伝子群の共発現解析を行った。その結果、イネ種子における貯蔵脂質合成に関わる遺伝子ネットワークが明らかになった。
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