イネ茎葉部に蓄積する澱粉の多様性と原因遺伝子の解明

イネの胚乳に蓄積する澱粉には澱粉生合成関連遺伝子の自然変異が存在し、「もち米」や「ジャポニカ米」として我々の日々の生活に利用されている。一方で、イネの茎部にも澱粉が蓄積するが、茎部蓄積澱粉にどのような多様性があるかは解析されていない。そこで本研究では世界のイネコアコレクション(WRC)69系統を用いて、稲わらに蓄積する澱粉のアミロース・アミロペクチン比などの分子構造や、糊化温度などの物理化学的特性の多様性について解析を行う。さらにSNPデータベースを用いたハプロタイプ解析を行い、茎部び蓄積する澱粉の多様性が生じる原因遺伝子の同定を行う。初年度は主に澱粉合成関連遺伝子のうち、澱粉合成酵素 (SS)、澱粉粒結合型澱粉合成酵素(GBSS)、澱粉枝作り酵素 (BE)、澱粉枝切り酵素 (DBE)、ADP-グルコースピロホスホリラーぜ (AGP)のアミノ酸配列に関与するハプロタイプを調査した。これらの遺伝子うちほとんどの遺伝子について、アミノ酸置換の伴うハプロタイプが見つかったが、主にイネの葉鞘や稈で澱粉生合成に関与するAGP大サブユニット1にはアミノ酸置換を伴うハプロタイプがなかった。また最もハプロタイプが多かったのは葉身や葉鞘でアミロペクチンの長鎖の合成に関与するSSIIIbで16種類のハプロタイプが見つかった。一方で、もち米の原因遺伝子であるGBSSIの他には終止コドンを伴う自然変異は見つからなかった。現在、圃場で育成したWRCの稲わらから澱粉を精製進めており、精製が終わり次第、澱粉の分子構造や物理科学的特性を解析する。

イネの胚乳に蓄積する澱粉には澱粉生合成関連遺伝子の自然変異が存在し、「もち米」や「ジャポニカ米」として我々の日々の生活に利用されている。一方で、イネの茎部にも澱粉が蓄積するが、茎部蓄積澱粉にどのような多様性があるかは解析されていない。そこで本研究では世界のイネコアコレクション(WRC)69系統を用いて、稲わらに蓄積する澱粉のアミロース・アミロペクチン比などの分子構造や、糊化温度などの物理化学的特性の多様性について解析を行う。さらにSNPデータベースを用いたハプロタイプ解析を行い、茎部び蓄積する澱粉の多様性が生じる原因遺伝子の同定を行う。初年度は主に澱粉合成関連遺伝子のうち、澱粉合成酵素 (SS)、澱粉粒結合型澱粉合成酵素(GBSS)、澱粉枝作り酵素 (BE)、澱粉枝切り酵素 (DBE)、ADP-グルコースピロホスホリラーぜ (AGP)のアミノ酸配列に関与するハプロタイプを調査した。これらの遺伝子うちほとんどの遺伝子について、アミノ酸置換の伴うハプロタイプが見つかったが、主にイネの葉鞘や稈で澱粉生合成に関与するAGP大サブユニット1にはアミノ酸置換を伴うハプロタイプがなかった。また最もハプロタイプが多かったのは葉身や葉鞘でアミロペクチンの長鎖の合成に関与するSSIIIbで16種類のハプロタイプが見つかった。一方で、もち米の原因遺伝子であるGBSSIの他には終止コドンを伴う自然変異は見つからなかった。現在、圃場で育成したWRCの稲わらから澱粉を精製進めており、精製が終わり次第、澱粉の分子構造や物理科学的特性を解析する。