小麦生地物性を低下させる高分子量グルテニン・サブユニットの簡易判別法

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要約

小麦の生地物性を低下させる高分子量グルテニン・サブユニット遺伝子Glu-A1cとGlu-B1eを簡易に同定できるPCRマーカーを開発した。このマーカーの利用により,生地物性を低下させる遺伝子を持つ系統を選別できる。

  • キーワード:コムギ、生地物性、高分子量グルテニン・サブユニット、PCR、簡易判別
  • 担当:近農研・パン用小麦研究近中四サブチーム、めん用小麦研究近中四サブチーム
  • 連絡先:電話084-923-4100、電子メールwenarc-seika@naro.affrc.go.jp
  • 区分:近畿中国四国農業・作物生産(冬作)
  • 分類:研究・普及

背景・ねらい

小麦の自給率向上のためには、外国産小麦に比べて製パン・製麺性などが劣る国内品種の加工適性を改善する必要がある。このためには、栽培技術の改良だけでなく、品種が持つ遺伝的性質の改変も極めて重要である。すでに、製パン性の向上に効果がある高分子量グルテニン・サブユニット5+10のDNAマーカーによる簡易選抜が可能になっている。しかし、小麦の生地物性を低下させる高分子量グルテニン・サブユニット遺伝子Glu-A1c(Glu-A1遺伝子座の欠失型)とGlu-B1e(Glu-B1遺伝子座にコードされるサブユニット20)を簡易判別する手法はなかった。特に、西日本の麺用小麦品種にはGlu-A1cを持つものが多く、生地物性が劣る原因の一つである。従来のSDS-PAGEによる解析は種子でしか行うことができないうえ、サブユニット構成によってはその判別が困難な場合がある。そこで、これらを持つ系統を簡易判別する手法を開発し、国産高品質小麦品種育成の加速化に資する。

成果の内容・特徴

  • 判別に用いたプライマー配列と反応液組成、反応条件を示す(表1)。いずれの反応もポジティブコントロールとして、556bpのPCR産物で反応の有無を確認できる。
  • Glu-A1cの判別は、Glu-A1cFとGlu-A1cRのプライマーセットを用いたPCRによって増幅する174bpのPCR産物の有無によって識別できる(図1a)。Glu-A1cのヘテロ個体の判別は、Glu-A1abFとGlu-A1cRのプライマーセットを用いたPCRによって増幅する174bp(サブユニット1をコードするGlu-A1a由来)と156bp(サブユニット2*をコードするGlu-A1b由来)のPCR産物によって判別できる。Glu-A1cのホモ個体はこの条件ではPCR産物が検出されない(図1b)。
  • Glu-B1eは、Glu-B1eFとGlu-B1eRのプライマーセットを用いたPCRによって増幅する296bpのPCR産物の有無によって識別できる。(図2a)。Glu-B1eのヘテロ個体の判別はGlu-B1FとGlu-B1Rのプライマーセットを用いたPCRによって増幅する262bpのPCR産物の有無によって判別でき、Glu-B1eのホモ個体はこの条件ではPCR産物が検出されない(図2b)。

成果の活用面・留意点

  • これらのマーカーを活用することにより、育成系統からホモ・ヘテロを問わずこれらの遺伝子を持つ系統を排除することができ、加工適性が高い系統を初期世代から選抜することができる。
  • 鋳型DNAは胚から抽出したものを用いたが、半粒種子、実生や成葉由来のDNAでも判別できる。
  • Glu-A1cのヘテロ個体の判別はPCR産物の分子量18bpの違いを検出するため3%程度の低分子量核酸分離用アガロースゲルで解析する必要がある。
  • PCR装置は特に機種を選ばないが、判別に用いる酵素は、プルーフリーディング活性があるEx Taq (TaKaRa)などを用いないこと。

具体的データ

表1.判別に用いたプライマー配列、反応液組成および反応条件

図1.a. 1%アガロースゲルによるGlu-A1cの検出

図2.a. 1%アガロースゲルによるGlu-B1e遺伝子の検出

その他

  • 研究課題名:製パン・製麺性に係わるDNAマーカーの開発による高品質小麦品種選抜法の改善
  • 課題ID:311-c
  • 予算区分:交付金
  • 研究期間:2006年度
  • 研究担当者:池田達哉、谷中美貴子、高田兼則、石川直幸