種子中に糖類を高蓄積するオオムギを発見　岡山大学2023年4月24日

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岡山大学資源植物科学研究所は、秋田県立大学と立命館大学との共同研究により、オオムギのデンプン合成関連遺伝子のうち特定の2つの遺伝子の変異を組み合わせることで、種子中のデンプンが少なくなり、ブドウ糖やショ糖などの糖類が多く含まれていることを発見。この二重変異体は従来のオオムギと異なる種子成分を持つことから、新しい用途に利用でき、高付加価値な品種育成が期待される。

デンプンはブドウ糖（グルコース）が鎖のようにつながった物質で、穀物の種子中の70%以上を占める。種子に貯蔵されたデンプンは、植物が発芽する時のエネルギーとして使われるが、人間にとっても種子は主食であり、貯蔵デンプンは大切なエネルギー源となる。

種子中に糖類を高蓄積するオオムギを発見　岡山大学

デンプンの合成に関係する植物の遺伝子（デンプン合成関連遺伝子）は、すでに多数発見されている。デンプン合成関連遺伝子の中には、変異によって機能が失われたり弱まったりした場合に合成されるデンプンの特性（構造や性質）が変化することがある。

一方、複数のデンプン合成関連遺伝子に同時に変異が入った場合に、合成されるデンプンの特性がどのように変化するのかは、その組み合わせの多さからあまり分かっていない。

岡山大学資源植物科学研究所の松島良准教授らと秋田県立大学、立命館大学との共同研究により、オオムギのデンプン合成関連遺伝子のうち特定の2つの遺伝子の変異を組み合わせることにより、種子中のデンプンが減少することを見出した。

そのオオムギ変異体は、グルコースやショ糖（スクロース）などの単糖類や二糖類を多く蓄積していた。今回用いた2つの変異のうちの1つは、デンプンのグルコース鎖のつながり方を制御する酵素の遺伝子で、トウモロコシではスイートコーンの原因遺伝子として利用されている。もう1つの遺伝子はデンプン関連酵素を補助する機能を持つことが予想されていた。2つの遺伝子変異を同時に持つことで、単独の変異よりも強い性質を示すことが明らかとなった。

オオムギは、醸造用、食用、飼料用、飲料用に利用される多用途作物で、種子のデンプン特性や成分特性は重要。同研究で発見したオオムギ変異体を利用することで、新しい用途開発や付加価値の高い品種育成につながる可能性がある。

同研究成果は4月3日、国際科学雑誌『Theoretical and Applied Genetics』オンライン版で早期公開された。

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