高温ストレス下でも小麦粉品質低下を起こさない異種遺伝子を導入したコムギの開発

开发具有异源基因的小麦，即使在高温胁迫下也不会导致面粉品质恶化

基本信息

批准号：
20K05983
负责人：
田中裕之
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05983/
关键词：
コムギ野生種高温ストレス小麦粉品質種子貯蔵タンパク質

项目摘要

高温ストレス下で栽培されたコムギは、小麦粉生地の弾力性が低下し小麦粉品質が低下する。本研究の目的は、高温ストレス下でも小麦粉品質が低下しないコムギの開発とそのメカニズムを解明することである。本年度は昨年度に引き続き、コムギ育種に利用できる遺伝資源の拡大を目指し、野生種由来の高弾力性タンパク質をコードする遺伝子のコムギへの導入を進めた。まず昨年度の後半に、人工交配によって作出した野生種染色体とコムギ染色体間での組換えが期待できる系統を播種し、本年度の前半までガラス温室内で育成して次世代の種子を多く得た。本年度の後半にそれらの種子を播種し、現在ガラス温室内で育成中である。高温ストレス下ではデンプン量が減少し、その組成においてもアミロース含有率が高くなるという報告がある。そこで、公開された野生種のゲノム情報を元にデンプン合成遺伝子の座乗染色体を特定し、その遺伝子・染色体を高弾力性タンパク質遺伝子の場合と同様の手法を用いて、コムギへ導入することを開始した。高温ストレス下での小麦粉品質維持・向上に貢献できる野生種由来の新たな遺伝子・染色体を探索することを目的として、野生種の染色体を1対ずつ添加したコムギ実験系統シリーズを用い、開花後の穂培養中に高温ストレスを与えた。その結果それらの系統の中に、高温ストレス下でも種子が小粒化せず、通常条件下の場合と同様、充実した種子形態を維持できる系統を見出すことができた。

当小麦在高温胁迫下生长时，面团的弹性下降，面粉的品质变差。本研究的目的是开发即使在高温胁迫下面粉品质也不会恶化的小麦，并阐明其背后的机制。今年，继去年的基础上，我们以扩大可用于小麦育种的遗传资源为目标，着手将编码来自野生物种的高弹性蛋白的基因引入小麦。首先，去年下半年，我们播种了野生型染色体和人工杂交产生的小麦染色体有望重组的品系，并在玻璃温室中培育，直到今年上半年，获得了为下一代提供大量的种子。种子于今年下半年播种，目前正在玻璃温室中种植。据报道，在高温胁迫下，其组成中淀粉量减少，直链淀粉含量增加。因此，我们决定根据释放的野生物种的基因组信息来鉴定淀粉合成基因的基因座染色体，并使用与高弹性蛋白基因相同的方法将该基因/染色体导入小麦中。为了寻找来自野生物种的新基因和染色体，有助于在高温胁迫下维持和提高小麦面粉品质，我们使用了一系列添加一对野生物种染色体的小麦实验品系，并采用了高在穗培养过程中施加温度胁迫。结果，在这些品系中，我们能够找到即使在高温胁迫下种子也不会变小的品系，并且与正常条件下一样保持完整的种子形态。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Novel Loci for Kernel Hardness Appeared as a Response to Heat and Combined Heat-Drought Conditions in Wheat Harboring Aegilops tauschii Diversity

存在节节山羊草多样性的小麦中出现了对高温和热旱综合条件的新的籽粒硬度位点

DOI：
10.3390/agronomy11061061
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Elhadi Gamila Mohamed Idris;Kamal Nasrein Mohamed;Gorafi Yasir Serag Alnor;Yamasaki Yuji;Ban Yusuke;Kato Keita;Tahir Izzat Sidahmed Ali;Ishii Takayoshi;Tanaka Hiroyuki;Tsujimoto Hisashi
通讯作者：
Tsujimoto Hisashi

Novel Loci for Kernel Hardness Appeared as a Response to Heat and Combined Heat-Drought Conditions in Wheat Harboring Aegilops tauschii Diversity

存在节节山羊草多样性的小麦中出现了对高温和热旱综合条件的新的籽粒硬度位点

DOI：
10.3390/agronomy11061061
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Elhadi Gamila Mohamed Idris;Kamal Nasrein Mohamed;Gorafi Yasir Serag Alnor;Yamasaki Yuji;Ban Yusuke;Kato Keita;Tahir Izzat Sidahmed Ali;Ishii Takayoshi;Tanaka Hiroyuki;Tsujimoto Hisashi
通讯作者：
Tsujimoto Hisashi

Expression of seed storage proteins responsible for maintaining kernel traits and wheat flour quality in common wheat under heat stress conditions

热应激条件下普通小麦中负责维持籽粒性状和小麦面粉质量的种子储存蛋白的表达

DOI：
10.1270/jsbbs.20080
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
2.4
作者：
Tanaka Hiroyuki;Gorafi Yasir S. A.;Fujita Motohiro;Sasaki Haruka;Tahir Izzat S. A.;Tsujimoto Hisashi
通讯作者：
Tsujimoto Hisashi

Identification of Glu-D1 alleles and novel marker-trait associations for flour quality and grain yield traits under heat-stress environments in wheat lines derived from diverse accessions of Aegilops tauschii

不同节节山羊草品种的小麦品系热应激环境下 Glu-D1 等位基因的鉴定以及面粉品质和谷物产量性状的新标记性状关联

DOI：
10.3390/ijms231912034
发表时间：
2022-10-10
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ikram Elsadig Suliman Mohamed;Nasrein Mohamed Kamal;Hala Mohamed Mustafa;Modather Galal Abdeldaim Abdalla;Ashraf. M. A. Elhashimi;Yasir Serag Alnor Gorafi;Izzat Sidahmed Ali Tahir;Hisashi Tsujimoto;Hiroyuki Tanaka
通讯作者：
Hiroyuki Tanaka

Agricultural Research Corporation(スーダン)

农业研究公司（苏丹）