コムギ(Triticum aestivum L.)のモチ変異体の作出方法

• 担当機関: 東北農業試験場
• 研究期間: 1995～1995
• 発行年度: 1995
• 要約: 胚乳澱粉中アミロース合成を支配するwaxy(Wx)遺伝子産物であるWxタンパク質の二次元電気泳動による解析の結果、部分的モチ変異体の検出が可能となり、それらの利用によりモチのコムギが作出可能なことが判明した。
• 背景・ねらい: 澱粉は、穀類あるいはイモ類の収穫部位の70％以上をしめる豊富な天然資源であり、食品あるいは工業原料として幅広く利用されている。澱粉は通常、直鎖状の多糖（アミロース）とさらに分枝構造を持つ多糖（アミロペクチン）から構成される。しかし、イネやトウモロコシなどでは、アミロースを欠いたモチ系統が存在し、特にモチトウモロコシはプレミアムが付き、付加価値が高い。しかし、世界の主要作物の一つである６倍体コムギ(Triticum aestivum L.)には、モチ系統が存在せず、その作出が望まれていた。そこでアミロース合成をつかさどるwaxy（Wx）遺伝子の発現をその産物であるWxタンパグ質に注目して解析し、モチコムギの作出を試みた。

成果の内容・特徴

1. Wx遺伝子の産物であり、Wxタンパク質は二次元電気泳動（2D-PAGE）により、分子量の異なる２つのアイソフォーム群に分離することができる（図１a）。
   
2. 2D-PAGEで分離された２つのアイソフォームはコムギ品種 Chinese Springナリソミック―テトラソミック系統を用いた遺伝分析より、A、B、Dゲノム由来の３つのWx遺伝子（Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1）にコードされる分子量あるいは等電点の異なる３つのタンパク質（Wx-A1、Wx-Bl、Wx-D1）に分離される（図１b）。
   
3. Wxタンパク質の2D-PAGEによる解析法により、コムギに存在する３Wx遺伝子の発現解析が可能になり、３遺伝子のうち、１ないし２遺伝子の発現を欠く変異体（部分的モチ変異体：partial waxy mutant）が確認できる（現在までにType2、Type2、Type3、Type4、Type7の4種類が発見されている、図２）。
   
4. 確認された部分的モチ変異体のうち、W-A1、Wx-B1両タンパク質を欠くType7とWx-D1タンパク質を欠くType4を交配したところ、F2種子において、Wxタンパク質を全く欠き、ヨウ素ヨウ化カリュウム溶液で赤褐色に染色される胚乳澱粉（モチ澱粉）を持つものが、予想どおり1/64の比率で分離した（表１）。このことから、部分的モチ変異体を組み合わせWxタンパク質を欠失させることにより、モチコムギが作出できる。
   

成果の活用面・留意点

1. 　2D-PAGEの二次元目（SDS-PAGE）においては、分離ゲルのアクリルアミドとBISアクリルアミドの比率を通常の30：0.8から30：0.135に変える。
   
2. コムギのWx遺伝子の分子レベルでの発現解析およびクローニングに利用できる。
   
3. モチ形質を持った新たな品種、系統の育成に利用できる。
   

• カテゴリ: とうもろこし 品種