コメの成分組成をモジュレートする因子の探索とその作用機作の解明

寻找调节水稻成分的因素并阐明其作用机制

• 批准号: 15J10210
• 负责人: 緑川 景子
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10210/
• 关键词: コメ; 細胞壁; C/Nバランス; トレハロース; 窒素追肥; DNAマイクロアレイ

本研究は，分子生物学的な手法を用いることで、コメの登熟途上の遺伝子発現変化から収穫種子内の成分変化を予測・紐付けし、コメの生産性と品質の向上を分子レベルで目指したものである。初年度ではコメの成分バランスが窒素集積側に傾くことで引き起こされる「多糖類の量的・質的変化」が品質低下の原因であるという新たな仮説を提示した。本年度では、さらに窒素追肥によって変動した遺伝子発現に関与する代謝産物を明らかにすることを目的とし、生体内で重要な役割を果たすことが報告されているTrehalose-6-phosphate (T6P)と、T6Pを含むTrehalose合成系における主要代謝産物に着目した。その結果、追肥群で登熟種子内のT6P蓄積量が顕著に増加し、Trehaloseが減少していること見出した。また、実際に追肥群の種子内でT6Pの代謝に関与する分子の絞込行った結果、Trehalose-6-phosphate phosphatase 7が細胞内の窒素シグナルに応答し、T6Pの蓄積量を調整している可能性を見出した。また、追肥群のイネ種子の細胞壁成分の減少から、胚乳の細胞壁形成に関わると考えられるBC1L6に着目した。BC1L6は登熟後期の種子で発現が高くなり、特に胚乳の外周部に発現がみられることを明らかにした。さらに、BC1L6のノックアウト変異体を用いた解析により、BC1L6の細胞壁合成への関与をin vivoで示した。胚乳細胞壁はコメの物性に与える影響は大きい。これまでに、細胞壁量が減少した変異体はいくつか得られているが、それらでは茎や葉に対する影響が大きくでるため、種子形成そのものへの影響を評価できなかった。本研究により、OsBC1L6の品質に果たす細胞壁の機能を明らかにすることで、コメの品質制御に関する更なる知見が得られるものと期待される。

这项研究旨在通过预测和连接收获种子中成分的变化来提高水稻的生产率和质量，从而从水稻成熟过程中基因表达的变化来提高水稻的生产率和质量。在第一年，我们提出了一个新的假设，即，由于水稻成分倾向于平衡氮气积累方面的“多糖的定量和定性变化”是质量下降的原因。在今年，我们的目的是阐明与氮地形所改变的基因表达相关的代谢产物，并侧重于三磷酸三磷酸（T6P），据报道，这些代谢在体内起重要作用，以及包括T6P在内的心形成合成系统中的主要代谢物。结果，发现成熟种子中的T6P累积量在充值组中显着增加，并且海藻糖减少了。此外，由于缩小了增值组种子中T6P代谢所涉及的分子的缩小，我们发现海藻糖6-磷酸磷酸酶7对细胞内氮信号的反应并调节T6P的积累。此外，我们专注于BC1L6，这被认为与胚乳细胞壁的形成有关，因为顶部肥料组中水稻种子的细胞壁成分减少。发现BC1L6在成熟后期的种子中高度表达，并且该表达在胚乳的外围特别可见。此外，使用BC1L6的基因敲除突变体的分析表明，在体内BC1L6参与细胞壁合成。胚乳细胞壁对大米的物理特性有很大影响。迄今为止，已经获得了几个突变体，但细胞壁含量降低，但对茎和叶有很大的影响，因此尚未对其对种子形成本身的影响进行评估。预计这项研究将通过阐明发挥OSBC1L6质量的细胞壁功能来进一步了解水稻质量控制。

项目成果

イネ種子の胚乳細胞壁形成に関わる新規分子の機能解析

参与水稻种子胚乳细胞壁形成的新分子的功能分析

• 发表时间: 2017
• 作者: 緑川景子;黒田昌治;石丸喜朗;阿部啓子;朝倉富子
• 通讯作者: 朝倉富子

おいしさの科学的評価・測定法と応用展開

科学评价测量口感及应用开发

• 发表时间: 2016
• 作者: 朝倉富子;緑川景子
• 通讯作者: 緑川景子