部分的モチ小麦選抜のためのDNAマーカーセット

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要約

アミロース合成のキー酵素である顆粒性澱粉合成酵素の遺伝子(waxy)に生じた欠失変異を利用して、普通系小麦の3種類のwaxy遺伝子のうち、1ないし2個の発現 を欠く部分的モチ小麦6タイプを選抜するためのPCRプライマーセットを開発。

  • キーワード:小麦、モチ、部分的モチ小麦、低アミロース、DNAマ-カー、PCR
  • 担当:東北農研・機能開発研究部・生物工学研究室
  • 連絡先:019-643-3514
  • 区分:東北農業・生物工学
  • 分類:科学・普及

背景・ねらい

モチ小麦では、A、B、Dゲノム由来の3つのwaxy(Wx-A1、Wx-B1, Wx-D1)遺伝子全てに欠失変異が生じており、アミロース合成が行われないことが判明している。これに対して関東107号に代表される低アミロース小麦、あるいはASWの構成品種の多くは、それらの欠失変異を1個ないし2個持ち、部分的モチ小麦と呼ばれる。それらの部分的モチ小麦においては、アミロース含量が通常のものに比べて減少し、製麺適性が向上することが判明している。そこで、本研究では、各々の変異をDNAマーカーとして利用し、PCRにより部分的モチを効率的に選抜する方法を開発することを目的とする。

成果の内容・特徴

  • Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1の野生型と変異型を識別するための3組のプライマーセット(表2)である。
  • Wx-A1の変異は、AFCとAR2のプライマーセットにより野生型で390bp程度のバンドが、約20bp程度小さなバンドになることによって検出される。Wx-B1の変異型は、プライマーセットBDFLとBRDにより、野生型で増幅される420bp程度のバンドの欠失として検出される。またWx-D1の変異は、BDFLとDRSLのプライマーセットにより、野生型の約2.3kbpのバンドに対して、約0.6kpb小さい1.7kbpのバンドとして検出される。これらの値は、計算値によって求められた各waxy遺伝子の変異(表3)と一致する。
  • 3プライマーセットは、同一PCR条件(図1)で使用可能であり、3遺伝子が野生型か変異型を一度のPCRで確認できる。

成果の活用面・留意点

  • コムギ育種現場において、DNAレベルで、野生型、モチ変異体と6種の部分的モチ小麦(表1)の識別・選抜が可能になる。
  • Wx-B1とWx-D1の変異確認は、5′側プライマー(BDFL)量を2倍にすることにより、同一反応系のmultiplexPCRで同時に確認可能である。
  • 本PCR条件は、Applied Biosystems社のPCR機器で設定されたものである。
  • PCR産物のサイズ確認には4%のアガロースゲルを使用する。

具体的データ

表1.部分的モチ小麦と3Wxタンパク質の関係図1.waxy遺伝子断片増幅PCR条件

 

表2. PCR用プライマーセット

 

表3.PCR増幅フラグメントサイズ

その他

  • 研究課題名:澱粉粒結合蛋白の解析に新育種素材の開発
  • 予算区分:21世紀系1
  • 研究期間:1999~2001年度
  • 研究担当者:中村俊樹、Patricia Vrinten(STAFF)、根田美和子(重点支援)、齊藤美香(重点支援)
  • 発表論文等:1)Vrinten and Nakamura (1999)Mol Gne Genet 261:463-471