米澱粉の分子構造と物性を制御するメカニズムの解明

阐明控制大米淀粉分子结构和物理性质的机制

• 批准号: 18J40020
• 负责人: クロフツ 尚子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Akita Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-07-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J40020/
• 关键词: イネ; モチ米; スターチシンターゼ; GBSSI; SSIIa; アミロース; アミロペクチン; 糯; 糊化温度; 物性; 澱粉; 酵素間相互作用; 複合体

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。

The sensory, conditioning and utilization characteristics of rice are affected by the composition of starch, the length of separation and the length of separation. The properties of starch are varied, and the molecular structure and physical properties of starch are unknown. The purpose of this study was to clarify the relationship between Starch synthase IIa (SSIIa) and starch content in starch, starch biosynthesis enzyme interaction, starch structure and physical properties.(1) Determination of molecular weight composition of soluble starch complex containing starch biosynthesis enzyme complex in mature seeds;(2) Determination of molecular weight structure and starch content in mature seeds;(3) Determination of starch physical properties. In 2010, SS2a was classified into high activity type, low activity type and low activity type, GBSS1 was classified into low activity type and starch synthesis related enzyme complex was formed. The conditions for determining the viscosity and hardening speed of the cake (water addition during cake making, cooling time, viscosity measurement conditions) were established. In the second year, SS2a was divided into high activity type, low activity type and low loss type, GBSS1 was divided into high occurrence type and BC3F2 was divided into three types. In the third year, SS2a was divided into high activity type, low activity type and low loss type, and GBSS1 was divided into three types. The system was made into three types, and the physical properties of SS2a and SS2a were compared. As a result, SSIIa was lost, and cold storage was maintained.

项目成果

スターチシンターゼ(SS)アイソザイムの欠損，発現の強弱と澱粉粒形態の関係

淀粉合酶（SS）同工酶缺乏，表达强度与淀粉颗粒形态之间的关系

• 发表时间: 2019
• 作者: 藤田直子;土門安沙香;保坂優子;追留那緒子，三浦聡子;クロフツ尚子
• 通讯作者: クロフツ尚子

米の澱粉構造制御機構の解明に向けて：澱粉生合成過程で形成される酵素 複合体の解明

阐明控制大米淀粉结构的机制：阐明淀粉生物合成过程中形成的酶复合物

• 发表时间: 2020
• 期刊: 応用糖質科学
• 作者: Satoko Miura;Nana Koyama;Naoko Crofts;Yuko Hosaka;Misato Abe;Naoko Fujita;クロフツ尚子
• 通讯作者: クロフツ尚子

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

缺乏淀粉合酶（SS）IIa和分支酶（BE）IIb活性的双突变体水稻的淀粉结构和特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 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
• 通讯作者: 藤田直子

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

淀粉合酶（SS）IIa和分支酶（BE）IIb双突变体水稻成熟胚乳中形成的淀粉生物合成相关酶超高分子量蛋白复合物分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 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
• 通讯作者: 藤田直子

枝作り酵素 (BE) IIb変異体にインディカ米由来の遺伝子を導入した#1203系統の戻し交配による農業形質の向上と胚乳澱粉の特性解析

通过 1203 品系回交改善农艺性状并表征胚乳淀粉，其中源自籼稻的基因被引入分支酶 (BE) IIb 突变体

• 发表时间: 2021
• 作者: 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;〇三浦聡子，成田真衣子，伊藤優季，クロフツ尚子，保坂優子，追留那緒子，阿部美里，藤田直子
• 通讯作者: 〇三浦聡子，成田真衣子，伊藤優季，クロフツ尚子，保坂優子，追留那緒子，阿部美里，藤田直子