イネ種子貯蔵タンパク質含量を制御する遺伝的要因の同定および加工機能性の解明

日本人が摂取するタンパク質の約11%は米（および加工品）に由来しており、米の貯蔵タンパク質はコムギやトウモロコシと比較してアミノ酸スコアが高く、栄養化学的観点からも米は実用的なタンパク源であると言える。これまでの取り組みで、栽培種と比較して在来種や野生種ではタンパク質含量が高かったことから、在来種や野生種にはタンパク質含量を向上させる遺伝資源が含まれていると考えられる。本研究はイネの種子貯蔵タンパク質含量を改変するための遺伝的要因を同定するとともにタンパク質の加工機能性を明らかにすることで、高タンパク質含量米の品種育成とその社会実装に向けた基盤整備を行うことを目的としている。2022年度はイネの栽培化に伴って変化した遺伝的要因を捉えるため、japonica品種の祖先野生種（Or-IIIグループ）に加え、日本のイネコアコレクション（JRC）および世界のイネコアコレクション（WRC）を供試して種子貯蔵タンパク質含量に関するGWAS解析を実施した。その結果、タンパク質含量と有意な関連を示すQTLを複数同定することができた。タンパク質含量と粒重は弱い負の相関を示すものの、タンパク質含量に関するQTLは粒重のQTLとは別座であったことから、これらのQTLは粒重に影響を与えることなくタンパク質含量を改変できる可能性があると考えられた。イネの種子を粉砕して米粉にし、そこからオズボーン分画法によって溶解性に応じてタンパク質を分画した。粉砕の工程を経ることで効率よく分画を行うことが出来たが、元来米はタンパク質含有率が低いため、加工機能性を評価するのに十分な量のタンパク質を得るためには実験スケールをさらに大規模化する必要があることが明らかになった。

日本人が摂取するタンパク質の約11%は米（および加工品）に由来しており、米の貯蔵タンパク質はコムギやトウモロコシと比較してアミノ酸スコアが高く、栄養化学的観点からも米は実用的なタンパク源であると言える。これまでの取り組みで、栽培種と比較して在来種や野生種ではタンパク質含量が高かったことから、在来種や野生種にはタンパク質含量を向上させる遺伝資源が含まれていると考えられる。本研究はイネの種子貯蔵タンパク質含量を改変するための遺伝的要因を同定するとともにタンパク質の加工機能性を明らかにすることで、高タンパク質含量米の品種育成とその社会実装に向けた基盤整備を行うことを目的としている。2022年度はイネの栽培化に伴って変化した遺伝的要因を捉えるため、japonica品種の祖先野生種（Or-IIIグループ）に加え、日本のイネコアコレクション（JRC）および世界のイネコアコレクション（WRC）を供試して種子貯蔵タンパク質含量に関するGWAS解析を実施した。その結果、タンパク質含量と有意な関連を示すQTLを複数同定することができた。タンパク質含量と粒重は弱い負の相関を示すものの、タンパク質含量に関するQTLは粒重のQTLとは別座であったことから、これらのQTLは粒重に影響を与えることなくタンパク質含量を改変できる可能性があると考えられた。イネの種子を粉砕して米粉にし、そこからオズボーン分画法によって溶解性に応じてタンパク質を分画した。粉砕の工程を経ることで効率よく分画を行うことが出来たが、元来米はタンパク質含有率が低いため、加工機能性を評価するのに十分な量のタンパク質を得るためには実験スケールをさらに大規模化する必要があることが明らかになった。