岡山大学／穂の白いオオムギ突然変異体で光合成研究

岡山大学

＜発表のポイント＞
・正常なオオムギの穂は緑色で、光合成をするとみられていますが、詳細は不明でした。今回、穂だけが白い(albino lemma 1) alm1突然変異体を用いて、光合成能力を測定しました。
・穂の白いalm1突然変異体では、正常型に比べ、穂の光合成が34%低下しました。種子重が15.8%減少したことから、オオムギでは穂の光合成が種子の登熟に重要とわかりました。
・オオムギの穂が白いalm1突然変異体は、葉緑体の発達を制御するGolden2-like2 (GLK2)転写因子をコードする遺伝子の異常によることを解明しました。

◆概 要
オオムギには穂が葉緑素を欠き白くなるalm1突然変異体があることが、60年以上前に岡山大学・農業生物研究所の高橋隆平教授により報告されていました。しかし、遺伝子の実体は不明でした。

今回、国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：槇野博史）の資源植物科学研究所の武田真教授と坂本亘教授の共同研究グループは、遺伝子解析により、オオムギalm1突然変異体はGOLDEN-2-LIKE（HvGLK2）転写因子遺伝子の異常によることを解明しました。

さらに、オオムギのalm1突然変異体を活用し、穂の光合成活性を測定しました。正常な緑色の穂をしたオオムギに比べ、穂が白いalm1突然変異体では穂の光合成は34%低下しました。このことにより種子の重さが15.8%低下したとみられました。

今回の研究から、オオムギではHvGLK2転写因子の遺伝的な改変により、穂の光合成能力を高め、収量が多く、品質の優れた新品種の開発に役立つと期待されます。

本研究成果は、2021年7月18日に「Plant and Cell Physiology」に公開されました。

◆武田真教授からのひとこと
穂の白いalm1突然変異体はオオムギで最も美しい突然変異体のひとつで、類似のものは他の植物に見当たりません。本突然変異体の遺伝子解明では、海外の２つの研究グループと競合しました。
岡山大学・環境生命科学研究科・博士前期課程を2018年に修了した服部桃子さんが中心となって遺伝子の研究を進め、光合成測定の専門研究室と連携し、いち早く成果論文を公表できました。発表雑誌号のカバーも飾りました。

◆論文情報
論 文 名：Mutations in a Golden2-like gene cause reduced seed weight in barley albino lemma 1 mutants
掲 載 紙：Plant and Cell Physiology 62 (3): 447-457.
著 　者：Taketa, S., Hattori, M., Takami, T., Himi, E, Sakamoto, W.
D O I：doi.org/10.1093/pcp/pcab001
U R L：https://academic.oup.com/pcp/article-abstract/62/3/447/6094423?redirectedFrom=fulltext

◆詳しいプレスリリースについて
穂の白いオオムギ突然変異体で光合成研究
https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r3/press20211026-3.pdf

◆参考情報
・岡山大学資源植物科学研究所（IPSR）
https://www.rib.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学資源植物科学研究所 遺伝資源機能解析グループ
https://www.rib.okayama-u.ac.jp/grf/index-j.html

◆本件お問い合わせ先
岡山大学資源植物科学研究所 教授　武田 真
〒710-0046 岡山県倉敷市中央2-20-1
TEL：086-434-1237 (直通)
FAX：086-434-1249
https://www.rib.okayama-u.ac.jp/grf/index-j.html

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リリース元：岡山大学
URL：https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id891.html