米のアミロース含量ファインチューニングを目指したWaxy遺伝子発現制御機序の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

食料自給率向上の観点から米の新規用途や高付加価値米の開発が求められるなかで、特に冷めても硬くなりにくい特徴を有する低アミロース米は、業務用米での利用拡大が期待される。これまでイネの低アミロース形質を制御する複数の遺伝子が同定されてきたが、他にも多くの未同定の新規制御遺伝子の存在が考えられている。本研究では、新たな低アミロース性遺伝資源の探索およびデンプン生合成のメカニズム解明を目的とした。つがるロマンを原品種とする突然変異集団から、外観およびヨウ素染色法を用いて低アミロース系統を選抜した結果、白濁した外観を示し、見かけのアミロース含量が約 6 ％ を示す突然変異系統 Amy41 が選抜された。本課題では、この低アミロース性突然変異系統について、原因遺伝子の同定およびデンプン生合成関連遺伝子群の発現解析, デンプン構造を明らかにした。次世代シークエンス解析および SNaPshot 法によるフラグメント解析から、Amy41 の原因遺伝子が Serrate RNA effector molecule 遺伝子 (OsSerrate) であると同定した。Amy41登熟種子中のアミロース合成酵素 GBSSI のタンパク質レベルの発現は、つがるロマンと比べ大幅に減少していることが明らかとなった。さらに、real-time PCR により、他のデンプン生合成関連遺伝子にも転写レベルの発現に影響が見られた。キャピラリー電気泳動によるアミロペクチンの鎖長分布解析から、Amy41 では短鎖の割合が減少し、中長鎖の割合が増加していた。以上の結果から本研究では、GBSSI の発現およびアミロペクチン合成に関与する新規制御因子の同定に成功した。