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

基本信息

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

项目摘要

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。

米饭煮熟的米饭的质地，烹饪和利用特性受到淀粉糖的比例，淀粉成分的比例以及链托链淀粉链的长度。尽管淀粉的特征取决于应用的不同，但控制淀粉的分子结构和物理特性的机制的细节尚不清楚。 In this study, we used novel rice mutants with different strengths and presence of Starch synthase IIa (SSIIa), which controls the length and shortness of the branching chain of amylopectin and the gelatinization temperature, and Granule-bound starch synthase I (GBSSI), which controls the amylose content, to clarify the relationship between enzyme-enzyme interactions of starch biosynthesis-related酶和淀粉结构和物理特性。（1）揭示了与成熟种子提取的可溶性蛋白中淀粉生物合成相关的淀粉生物合成相关酶复合物的变化，（2）测量了成熟种子中链淀粉蛋白的分支结构和链淀粉含量，以及（3）测量淀粉的物理特性。在2018财年，我们阐明了SS2A和低表达GBSS1的水稻菌株的淀粉特性，以及与淀粉生物合成相关酶复合物的形成。在2019财政年度（REIWA 1999）中，建立了使用米植物测量摩chi大米的粘弹性和固化速率的条件，其中SS2A高度活跃且低活性，并且删除了GBSS1（测量添加水的量，冷却时间和粘弹性的条件，在制作Mochi Rice时）。在2020年，分离了三种类型的BC3F2生成，SS2A高度活跃，低活动和缺失形式，而GBSS1高度表达。在2021年，使用三种类型的摩ch菌菌株制成米蛋糕，其中SS2A具有高度活跃，低活动和缺失形式，并删除了GBSS1，并使用在2019年建立的方法进行了比较，比较了诸如粘弹性和固化速度之类的物理特性。结果，可以发现即使在低温下储存，带有SSIIA的Mochi也仍然柔软。

项目成果

期刊论文数量（42）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
応用糖質科学
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
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

Loss of branching enzyme IIb activity altered starch biosynthetic protein complexes in rice endosperm.

分支酶 IIb 活性的丧失改变了水稻胚乳中淀粉生物合成蛋白质复合物。

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Naoko Crofts;Yuriko Iizuka;Natsuko Abe;Satoko Miura,Ryo Matsushima;Naoko Fujita
通讯作者：
Naoko Fujita

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

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
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