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Jul 09, 2023

遺伝子編集により米の穀粒品質が向上し、熱ストレスが軽減される

地球の気温が上昇し続けるにつれ、低温に適応した作物の品質と収量を維持することがますます課題になるでしょう。 高濃度の影響を受けることが知られている作物の 1 つ

地球の気温が上昇し続けるにつれ、低温に適応した作物の品質と収量を維持することがますます課題になるでしょう。 成熟期に夜間の気温が高くなると影響を受けることが知られている作物の 1 つは米です。米は熱ストレスにより「白亜質」として知られる状態を示すことがあります。

白濁とは、でんぷん濃度の低下により米粒の緻密さが低下した状態を指します。 これにより、製粉歩留まり、調理品質、全体的な市場価値が低下する可能性があります。

新しい論文が出版されましたアーカンソー大学 (U of A) およびアーカンソー大学システム農学部の研究者による Plant Journal に掲載、または UADA は、熱誘発性と遺伝的白亜質の両方に対する治療法を提供する可能性があります。 論文「液胞 H+ 転座ピロホスファターゼ遺伝子の標的突然変異誘発により、米の粒の白濁が軽減される」では、研究チームがどのようにしてジャポニカ米の系統を遺伝子編集して白濁を軽減することができたかについて詳しく述べている。

研究者らは、穀物の白亜質を増加させる役割を果たすことが知られている酵素である液胞H+転座ピロホスファターゼ（V-PPase）をコードする遺伝子を特に標的とした。 研究チームは、CRISPR-Cas9 遺伝子編集技術を使用し、V-PPase の発現量を制御するプロモーター要素を編集することで、V-PPase の発現を減らすことができました。

突然変異したイネ系統では、米の品種に応じて白亜質が 7 ～ 15 分の 1 に減少し、その結果、穀粒重量が増加しました。 結果は、夜間の気温が上昇した場合でも維持されました。 全体として、変異系統はデンプン顆粒がよりコンパクトに充填され、（白亜質とは対照的に）半透明の米粒が形成されることを特徴としており、米の品質が明らかに向上していることが示されました。

このプロセスは十分に斬新だったので、論文の筆頭著者である細胞分子生物学プログラムのフルブライト学者ピーター・ジェームズ・イカリア・ガン氏と、共著者である作物土壌環境科学科の教授であるヴィバ・スリバスタヴァ氏は、 U of A および UADA と共同で任命し、仮特許を申請しました。

「私たちが地球上の生命を維持したいのであれば、平均気温の上昇に伴う食料システムの問題の解決策を特定することが非常に重要です」とガン氏は述べた。 「私たちは、熱ストレス下でも一貫した穀物の品質を向上させるために米の遺伝子編集を利用した研究結果を共有できることに本当に興奮しました。」

追加の共著者には、A大学の化学と生化学の優等生であるDominic Dharwadker氏、アーカンソー大学リトルロック校生物学部のSajedeh Rezaei Cherati氏、Kari Vinznat氏、Mariya Khodakovskaya氏が含まれています。

- このプレスリリースはもともとアーカンソー大学のウェブサイトに掲載されたものです