国内オオムギ品種・系統の越冬性とフルクタン含量およびフルクタン代謝酵素遺伝子多型の関係
国内の多様なオオムギ計105品種・系統を用いて越冬性とフルクタン含量およびフルクタン代謝酵素遺伝子多型の関係を調べた．越冬性および越冬前のフルクタン含量は寒冷地育成の品種・系統で高く，暖地・温暖地育成の品種・系統で低い傾向があった．5つのフルクタン代謝酵素遺伝子は塩基配列多型のパターンから，それぞれ6から10の遺伝子型に分類された．5つの遺伝子の遺伝子型の組み合わせが同じ品種・系統をグループ化し，越冬性およびフルクタン含量の平均値をグループ間で比較したところ，越冬前の茎葉のフルクタン含量が高いグループほど越冬性が優れており，特に茎部のフルクタン含量と越冬性の相関が高かった．最も耐雪性が優れるグ...
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| Published in | Ikushugaku kenkyu Vol. 23; no. 1; pp. 28 - 36 |
|---|---|
| Main Authors | , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
日本育種学会
01.06.2021
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1344-7629 1348-1290 |
| DOI | 10.1270/jsbbr.20J11 |
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| Abstract | 国内の多様なオオムギ計105品種・系統を用いて越冬性とフルクタン含量およびフルクタン代謝酵素遺伝子多型の関係を調べた．越冬性および越冬前のフルクタン含量は寒冷地育成の品種・系統で高く，暖地・温暖地育成の品種・系統で低い傾向があった．5つのフルクタン代謝酵素遺伝子は塩基配列多型のパターンから，それぞれ6から10の遺伝子型に分類された．5つの遺伝子の遺伝子型の組み合わせが同じ品種・系統をグループ化し，越冬性およびフルクタン含量の平均値をグループ間で比較したところ，越冬前の茎葉のフルクタン含量が高いグループほど越冬性が優れており，特に茎部のフルクタン含量と越冬性の相関が高かった．最も耐雪性が優れるグループ群は特徴的な遺伝子型の6-SFT遺伝子を有しており，その遺伝子型は他のグループには見られなかった．また，1-FEHの遺伝子型により越冬性が高いグループ群，中程度のグループ群，低いグループ群に分けられ，供試した二条オオムギの1-FEH遺伝子は全て越冬性が低い遺伝子型であった．そこで，越冬性が最も高いグループの6-SFTの遺伝子型，1-FEHの各遺伝子型を識別するdCAPSマーカーを開発した． |
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| AbstractList | 国内の多様なオオムギ計105品種・系統を用いて越冬性とフルクタン含量およびフルクタン代謝酵素遺伝子多型の関係を調べた．越冬性および越冬前のフルクタン含量は寒冷地育成の品種・系統で高く，暖地・温暖地育成の品種・系統で低い傾向があった．5つのフルクタン代謝酵素遺伝子は塩基配列多型のパターンから，それぞれ6から10の遺伝子型に分類された．5つの遺伝子の遺伝子型の組み合わせが同じ品種・系統をグループ化し，越冬性およびフルクタン含量の平均値をグループ間で比較したところ，越冬前の茎葉のフルクタン含量が高いグループほど越冬性が優れており，特に茎部のフルクタン含量と越冬性の相関が高かった．最も耐雪性が優れるグループ群は特徴的な遺伝子型の6-SFT遺伝子を有しており，その遺伝子型は他のグループには見られなかった．また，1-FEHの遺伝子型により越冬性が高いグループ群，中程度のグループ群，低いグループ群に分けられ，供試した二条オオムギの1-FEH遺伝子は全て越冬性が低い遺伝子型であった．そこで，越冬性が最も高いグループの6-SFTの遺伝子型，1-FEHの各遺伝子型を識別するdCAPSマーカーを開発した． 国内の多様なオオムギ計105品種・系統を用いて越冬性とフルクタン含量およびフルクタン代謝酵素遺伝子多型の関係を調べた。越冬性および越冬前のフルクタン含量は寒冷地育成の品種・系統で高く，暖地・温暖地育成の品種・系統で低い傾向があった。5つのフルクタン代謝酵素遺伝子は塩基配列多型のパターンから，それぞれ6から10の遺伝子型に分類された。5つの遺伝子の遺伝子型の組み合わせが同じ品種・系統をグループ化し，越冬性およびフルクタン含量の平均値をグループ間で比較したところ，越冬前の茎葉のフルクタン含量が高いグループほど越冬性が優れており，特に茎部のフルクタン含量と越冬性の相関が高かった。最も耐雪性が優れるグループ群は特徴的な遺伝子型の6-SFT遺伝子を有しており，その遺伝子型は他のグループには見られなかった。また，1-FEHの遺伝子型により越冬性が高いグループ群，中程度のグループ群，低いグループ群に分けられ，供試した二条オオムギの1-FEH遺伝子は全て越冬性が低い遺伝子型であった。そこで，越冬性が最も高いグループの6-SFTの遺伝子型，1-FEHの各遺伝子型を識別するdCAPSマーカーを開発した。 |
| Author | 関, 昌子 長嶺, 敬 青木, 秀之 中田, 克 |
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| DOI | 10.1270/jsbbr.20J11 |
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| Discipline | Agriculture |
| EISSN | 1348-1290 |
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| ISSN | 1344-7629 |
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| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | Ikushugaku kenkyu |
| PublicationYear | 2021 |
| Publisher | 日本育種学会 |
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| References | Hisano, H., A. Kanazawa, A. Kawakami, M. Yoshida, Y. Shimamoto and T. Yamada (2004) Transgenic perennial ryegrass plants expressing wheat fructosyltransferase genes accumulate increased amounts of fructan and acquire increased tolerance on a cellular level to freezing. Plant Sci. 67: 861–868. 大崎 浩（1959）会津における大麦耐雪性品種の育成．農業技術 14: 125–127. Gadegaard, G., T. Didion, M. Folling, M. Storgaard, C.H. Andersen and K.K. Nielsen (2008) Improved fructan accumulation in perennial ryegrass transformed with the onion fructosyltransferase genes 1-SST and 6G-FFT. J. Plant Physiol. 165: 1214–1225. 湯川智行・渡辺好昭（1995）オオムギ，コムギのフルクタン蓄積と耐雪性に関する研究．北陸農試報 37: 1–66. 久保田明人・米丸淳一・上山泰史（2008）ハイブリッドライグラスにおける耐雪性と融雪後のフルクタン含有率との関係．北陸農業研究 61: 83–84. 吉田みどり・上野敬司・川上 顕・塩見徳夫（2003）植物フルクタン研究とその代謝遺伝子利用．化学と生物 41: 787–795. 関, 昌子・長嶺, 敬・池永幸子・古畑昌巳（2014）オオムギの非構造性炭水化物の蓄積性と耐雪性の品種間差異．北陸作物学会報 49: 45–47. Nemeth, C., A.A.M. Andersson, R. Andersson, E. Mangelsen, C. Sun and P. Åman (2014) Relationship of grain fructan content to degree of polymerization in different barleys. Food Nutr. Sci. 5: 581–589. Hochstrasser, U., M. Lüscher, C. De Virgilio, T. Boller and A. Wiemken (1998) Expression of a functional barley sucrose-fructan 6-fructosyltransferase in the methylotrophic yeast Pichia pastoris. FEBS Lett. 440: 356–360. Huynh, B.-L., D.E. Mather, A.W. Schreiber, J. Toubia, U. Baumann, Z. Shoaei, N. Stein, R. Ariyadasa, J.C.R. Stangoulis, J. Edwards et al. (2012) Clusters of genes encoding fructan biosynthesizing enzymes in wheat and barley. Plant Mol. Biol. 80: 299–314. 川上 顕・吉田みどり（2006）越冬作物はなぜ糖を蓄えるのか？―秋播コムギの雪腐病抵抗性とフルクタンの関係―．植物防疫 60: 22–26. Huynh, B.-L., H. Wallwork, J.C.R. Stangoulis, R.D. Graham, K.L. Willsmore, S. Olson and D.E. Mather (2008) Quantitative trait loci for grain fructan concentration in wheat (Triticum aestivum L.). Theor. Appl. Genet. 117: 701–709. 中田, 克・関, 昌子・青木秀之・長嶺, 敬（2018b）オオムギのフルクタン合成酵素fructan:fructan 1-fructosyltransferase（1-FFT）遺伝子の品種間多型解析．北陸作物学会報 53: 5–8. Yoshida, M. and K. Tamura (2011) Research on fructan in wheat and temperate forage grasses in Japan. JARQ 45: 9–14. Ritsema, T. and S. Smeekens (2003) Fructans: beneficial for plants and humans. Curr. Opin. Plant Biol. 6: 223–230. Bie, X., K. Wang, M. She, L. Du, S. Zhang, J. Li, X. Gao, Z. Lin and X. Ye (2012) Combinational transformation of three wheat genes encoding fructan biosynthesis enzymes confers increased fructan content and tolerance to abiotic stresses in tobacco. Plant Cell Rep. 31: 2229–2238. Cairns, A.J. (2003) Fructan biosynthesis in transgenic plants. J. Exp. Bot. 54: 549–567. 中田, 克・池田達哉・一ノ瀬靖則・野方洋一・関, 昌子・青木秀之・加藤常夫・小前幸三・長嶺, 敬（2018a）ADP-グルコーストランスポーター遺伝子の新規アリルの同定と複数の機能性成分を高含有するオオムギ品種育成への利用．育種学研究 20: 124–132. Bernstein, A.M., B. Titgemeier, K. Kirkpatrick, M. Golubic and M.F. Roizen (2013) Major cereal grain fibers and psyllium in relation to cardiovascular health. Nutrients 5: 1471–1487. 戸田正行・町田 暢・三木昌平・中田 猛・塚田晃久（1969）皮麦新品種「ミノリムギ」について．長野県農業試験場報告 35: 16–21. Van den Ende, W., B. De Coninck and A. Van Laere (2004) Plant fructan exohydrolases: a role in signaling and defense? Trends Plant Sci. 9: 523–528. Yoshida, M., J. Abe, M. Moriyama and T. Kuwabara (1998) Carbohydrate levels among winter wheat cultivars varying in freezing tolerance and snow mold resistance during autumn and winter. Physiol. Plant. 103: 8–16. Nagaraj, V.J., D. Altenbach, V. Galati, M. Lüscher, A.D. Meyer, T. Boller and A. Wiemken (2004) Distinct regulation of sucrose: sucrose‐1‐fructosyltransferase (1‐SST) and sucrose: fructan‐6‐fructosyltransferase (6‐SFT), the key enzymes of fructan synthesis in barley leaves: 1‐SST as the pacemaker. New Phytol. 161: 735–748. Sprenger, N., K. Bortlik, A. Brandt, T. Boller and A. Wiemken (1995) Purification, cloning, and functional expression of sucrose:fructan 6-fructosyltransferase, a key enzyme of fructan synthesis in barley. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92: 11652–11656. 長嶺, 敬・関, 昌子・相井城太郎・田中宥司（2014）オオムギのフルクタン合成酵素sucrose:fructan 6-fructosyltransferase（6-SFT）遺伝子の品種間差異．北陸作物学会報 49: 48–50. 田村良文（1986）飼料用麦類における非構造性炭水化物の蓄積と耐雪性I．秋季における非構造性炭水化物の蓄積様相．日草誌 32: 7–12. Official Methods of Analysis (2000) 17th Ed., AOAC INTERNATIONAL, Gaithersburg, MD, Method 999.03 |
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| SourceID | affrit jstage |
| SourceType | Open Access Repository Publisher |
| StartPage | 28 |
| SubjectTerms | オオムギ フルクタン フルクタン代謝酵素 塩基配列多型 耐雪性 |
| Title | 国内オオムギ品種・系統の越冬性とフルクタン含量およびフルクタン代謝酵素遺伝子多型の関係 |
| URI | https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsbbr/23/1/23_20J11/_article/-char/ja https://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/2030938207 |
| Volume | 23 |
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| ispartofPNX | 育種学研究, 2021/06/01, Vol.23(1), pp.28-36 |
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