国立大学法人 岡山大学

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オオムギの休眠を制御する新たな仕組みを発見 -降雨による収穫前の発芽防止が可能に-

2016年05月18日

 岡山大学資源植物科学研究所の佐藤和広教授、農研機構(国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構)の小松田隆夫主席研究員らの国際共同研究グループは、オオムギの発芽を一定期間休止させる主要な種子休眠性遺伝子「Qsd1(キューエスディーワン)」の配列を特定。Qsd1が種子の胚の中で特異的に作用し、植物種子の休眠性では報告のないアラニンアミノ酸転移酵素を制御することで、休眠をコントロールする仕組みを世界で初めて突き止めました。また、300品種余りの遺伝子配列の比較解析によって、イスラエル付近(南レバント)の野生オオムギから醸造用のオオムギ(休眠の短い品種)の祖先が起源し、その後その中から、ビールなどの麦芽製造の際に休眠の短い突然変異品種が選抜され、世界各地に伝わった歴史も判明しました。本研究成果は5月18日(英国時間午前10時)、「Nature Communications」電子版に公開されました。
 現在、世界で栽培されているオオムギは、地域やその用途によって種子休眠の長短に大きな差があります。ビールやウイスキー用のオオムギは、醸造を効率的に行うため、休眠が短く、一斉に発芽するものが適しています。一方、日本や北欧など収穫期に雨の多い地域では、休眠が短い品種などで、穂についたまま芽の出る穂発芽(ほはつが)が発生。農業生産に大きな損害が出ています。
 オオムギの休眠性を制御することは、オオムギの生産や醸造業にとって極めて重要な課題です。本研究成果によって、オオムギ品種の遺伝子配列の差を利用した種子休眠の調節が可能になり、穂発芽の防止や麦芽醸造に適したオオムギの品種開発が進むと大いに期待されます。
<本研究のポイント>
①オオムギの発芽を一定期間休止させる主要な種子休眠性遺伝子「Qsd1」の配列を特定した。本遺伝子は、これまで植物種子の休眠性では報告のないアラニンアミノ酸転移を制御し、種子の胚のみで特異的に作用することで休眠をコントロールしていた。
②醸造用のオオムギは、ビールやウイスキー用の麦芽醸造の際に休眠性の短い突然変異品種が選抜され、世界各地に伝わった歴史を持つことが判明した。
③穂発芽(ほはつが)の防止や、麦芽製造に適したオオムギの開発が可能となる。
休眠型(左)と非休眠型(右)の遺伝子のみが異なるオオムギ系統の5週間後の発芽
受精後19日目の野生オオムギの種子。分子交雑で着色した休眠性遺伝子が、写真右上の胚で作用している。


<詳しい内容について>
 オオムギの休眠を制御する新たな仕組みを発見 -降雨による収穫前の発芽防止が可能に-

【論文情報】
論  文  名: Alanine aminotransferase controls seed dormancy in barley
発  表  誌: Nature Communications
著    者: Kazuhiro Sato*1, Miki Yamane1, Nami Yamaji1, Hiroyuki Kanamori2, Akemi Tagiri2, Julian G. Schwerdt3, Geoffrey B. Fincher3, Takashi Matsumoto2, Kazuyoshi Takeda1, and Takao Komatsuda2 (*責任著者)
1 Institute of Plant Science and Resources, Okayama University, 710-0046 Kurashiki, Japan (岡山大学資源植物科学研究所)
2 National Institute of Agrobiological Sciences, 305-8602 Tsukuba, Japan
(農業生物資源研究所、現:農研機構)
3 ARC Centre of Excellence in Plant Cell Walls, School of Agriculture, Food and Wine, University of Adelaide, Waite Campus Glen Osmond, SA 5066, Australia(豪・アデレード大)
D  O  I: 10.1038/NCOMMS11625

 発表論文はこちらからご確認いただけます

【問い合わせ先】
 国立大学法人岡山大学資源植物科学研究所 教授 佐 藤 和 広
(電話番号)086-434-1244 

 農研機構次世代作物開発研究センター 主席研究員 小松田 隆 夫
                   上級研究員 中 村 信 吾
(電話番号)029-838-7482

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