◆发表要点
- 我们发现在种子中积累的淀粉粒形状发生变化的多个大麦突变体。
- 这些变异,单独也使淀粉粒的形状变化,但通过组合两个变异更戏剧性地改变淀粉粒的形状,另外根据组合减弱变异的效果。
- 淀粉粒的形状是影响淀粉的精制效率和加工特性等重要性质。这次得到的知识和材料,有可能有助于与人为设计淀粉粒的形状的技术。
淀粉是葡萄糖(葡萄糖)像锁链一样连接的物质,有的地方葡萄糖呈直线状,有的地方分枝连接。淀粉占谷物种子中的70%以上,作为植物发芽时的能量来源。谷物种子对人类来说是主食,淀粉对人类来说也是重要的能源来源。
淀粉用汉字写的话是「沉淀的粉」意思的“殿粉”,在细胞内不溶性,形成淀粉粒这个粒子。我们采用简便观察种子中淀粉粒的方法,对淀粉粒的形状与普通品种不同的变异体进行了探索。
此次,分离了淀粉粒比普通品种的大麦细长的hvbe2a变异体。在hvbe2a变异体中,产生淀粉葡萄糖链分枝的酶基因发生了变异。冈山大学资源植物科学研究所的松岛良副教授等表明,以前分离的淀粉粒形状与普通品种不同的hvisa1变异体和hvflo6变异体的交配制作了多重变异体,结果hvbe2a变异消除了hvisa1变异的效果,另外,hvbe2a变异和hvflo6变异相结合的话,表现型会相继出现。这些单独变体和多重变体形成了与普通品种不同的各种形式淀粉粒。淀粉粒的形状,是影响淀粉的精制效率和加工特性等的性质,此次的见解可能有助于淀粉粒形状的人为设计技术。
本研究成果于日本时间8月31日在国际科学杂志「Theoretical and Applied Genetics」在线版上提前公开。
◆研究者表示
到现在为止开发了简便观察淀粉粒的方法,用水稻和大麦进行了与淀粉粒的形状有关的变异体的分离。我想如果使用同样的方法,其他的作物也能分离与淀粉粒形状有关的突变体。我想开发出像糯米和甜玉米一样被长期喜爱的淀粉相关变体。 | ![]() 松岛 副教授 |
■论文信息
论文名:Mutations in starch BRANCHING ENZYME 2a suppress the traits caused by the loss of ISOAMYLASE1 in barley
刊登:Theoretical and Applied Genetics 137: 212 (2024)
作者:Ryo Matsushima, Hiroshi Hisano, June-Sik Kim, Rose McNelly, Naoko F. Oitome, David Seung, Naoko Fujita, Kazuhiro Sato
D O I:10.1007/s00122-024-04725-7
U R L:https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04725-7 (オープンアクセス)
■研究资金
本研究是日本学术振兴会·科学研究费补助金(研究者:松岛良,研究期间:2023年4月-2026年3月,No.23K05167)、新能源·产业技术开发机构官民青年研究者发掘支援事业(研究者:久野裕·松岛良,研究期间:2021年1月-2023年1月)、饮食生活研究会(研究者:松岛良,研究期间:2023年4月-2024年3月)、朝日集团财团(研究者:松岛良,研究期间:2023年4月-2024年3月)G-7奖学财团(研究者:松岛良,研究期间:2024年1-12月)及大原奖农会支援实施。同时,接受了松岛三雄先生(研究代表者的叔父)作为研究资金的个人捐献。关于研究材料,得到了文部科学省国家生物资源项目(大麦)的支援。
<详细研究内容>
发现改变淀粉颗粒形状的遗传变异
<咨询窗口>
冈山大学 资源植物科学研究所
副教授 松岛 良
(TEL)086-434-1224