功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因及利用了该酶基因的荞麦属植物

本发明涉及功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因及利用了该酶基因的荞麦属植物，特别是涉及能够生成具有糯性性状的荞麦属植物(糯性荞麦)的功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因及利用了该酶基因的荞麦属(fagopy rum)植物。

背景技术：

1、直链淀粉和支链淀粉是对谷类的淀粉特性产生较大影响的重要物质。颗粒性淀粉合成酶(granule bound starch synthase：gbss)以adp葡萄糖为底物合成直链淀粉。在禾本科(poaceae)作物等中，当gbss的功能缺损时，直链淀粉不能合成，因此在胚乳中蓄积仅由支链淀粉构成的糯性淀粉。

2、含有直链淀粉的淀粉被碘溶液染色成蓝紫色，在不含直链淀粉的情况下被染色成“紫红色”。因此，通常通过使用碘溶液来简便地进行胚乳中蓄积糯性淀粉的个体的筛选。

3、为了生成具有糯性性状的荞麦属植物，利用功能缺损型基因的做法受到关注。在除荞麦属植物以外的其他植物中，使用功能缺损型基因改善其特性的尝试在专利文献1、专利文献2等中已知。

4、然而，在荞麦属植物中尚未确认有到目前为止使用了功能缺损型基因的糯性个体。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开2016-86761号公报

8、专利文献2：日本特开2018-186835号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、本发明的目的在于提供功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因及利用了该酶基因的荞麦属植物。

3、发明者们根据荞麦的基因组解读结果发现了5个gbss基因。此外，通过基于rnaseq的转录组分析，清楚了在胚乳中高表达fegbss1蛋白和fegbss2蛋白。

4、因此，使用ems分别开发了功能缺损型的编码fegbss1蛋白和feg bss2蛋白的fegbss1-wx1和fegbss2-wx1。此外，通过杂交制作了同时同型地具有fegbss1-wx1和fegbss2-wx1的个体(双隐性纯合子)。利用碘溶液对双隐性纯合子的胚乳进行染色，结果呈现紫红色，由此可知该双隐性纯合子为具有糯性性状的荞麦属植物(糯性荞麦)。

5、用于解决课题的手段

6、权利要求1的发明的功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因的特征在于，其是通过下述方法生成的：从根据荞麦属植物的基因组序列的解读结果鉴定出的5个颗粒性淀粉合成酶基因中，鉴定在荞麦属植物的胚乳中高表达的2个颗粒性淀粉合成酶基因，通过突变诱导使该鉴定出的2个颗粒性淀粉合成酶基因的功能缺损。

7、权利要求2的发明的特征在于，在权利要求1所述的发明中，所述5个颗粒性淀粉合成酶基因是基于以荞麦属植物的基因组序列为对象而预先求出的颗粒性淀粉合成酶基因的查询序列来进行鉴定的。

8、权利要求3的发明的特征在于，在权利要求2所述的发明中，所述5个颗粒性淀粉合成酶基因是：

9、fespl4_sc0224.1.g147573.t3

10、fespl4_sc0077.1.g193457.t1

11、fespl4_sc0224.1.g149056.t1

12、fespl4_sc0065.1.g82828.t1

13、fespl4_sc0217.1.g44280.t1

14、权利要求4的发明的特征在于，在权利要求1～3中任一项所述的发明中，所述2个颗粒性淀粉合成酶基因是根据基于针对所述5个颗粒性淀粉合成酶基因的转录组分析的读数来进行鉴定的。

15、权利要求5的发明的特征在于，在权利要求4所述的发明中，所述2个颗粒性淀粉合成酶基因是fespl4_sc0224.1.g147573.t3和fespl4_sc0217.1.g44280.t1。

16、权利要求6的发明的特征在于，在权利要求1～5中任一项所述的发明中，所述突变诱导通过利用乙基甲磺酸处理使所述2个颗粒性淀粉合成酶基因的功能而缺损来进行，生成功能缺损型的fegbss1-wx1基因和fegb ss2-wx1基因。

17、权利要求7的发明的特征在于，在权利要求6所述的发明中，所述fe gbss1-wx1基因是通过使cdna序列的第522位的碱基从g改变为a、该fegbss1-wx1基因所编码的第174位的氨基酸从trp(密码子为tgg)突变为终止密码子(tga)而得到的基因，所述fegbss2-wx1基因是通过使cdna序列的第513位的碱基从g改变为a、该fegbss2-wx1基因所编码的第171位的氨基酸从trp(密码子为tgg)突变为终止密码子(tg a)而得到的基因。

18、权利要求8的发明的荞麦属植物的特征在于，其是同型地具有功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因的双隐性纯合子，所述功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因是通过下述方法生成的：从根据荞麦属植物的基因组序列的解读结果鉴定出的颗粒性淀粉合成酶基因中，鉴定在荞麦属植物的胚乳中高表达的颗粒性淀粉合成酶基因，通过突变诱导使该鉴定出的颗粒性淀粉合成酶基因的功能缺损。

19、发明效果

20、根据本发明，由于能够得到作为同型地具有功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因的双隐性纯合子的荞麦属植物，因此可发挥如下效果：能够提供不加入其他配合物即具有糯性性状、面的降解(degradation)少的荞麦属植物；所述功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因是通过下述方法生成的：从根据荞麦属植物的基因组序列的解读结果鉴定出的颗粒性淀粉合成酶基因中，鉴定在荞麦属植物的胚乳中高表达的颗粒性淀粉合成酶基因，通过突变诱导使该鉴定出的颗粒性淀粉合成酶基因的功能缺损。

技术特征：

1.一种功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因，其特征在于，其是通过下述方法生成的：

2.根据权利要求1所述的功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因，其特征在于，

4.根据权利要求1～3中任一项所述的功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因，其特征在于，

6.根据权利要求1～5中任一项所述的功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因，其特征在于，

8.一种荞麦属植物，其特征在于，

技术总结
本发明的课题在于提供功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因及利用了该酶基因的荞麦属植物。该课题的解决手段为：通过下述方法生成功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因：从根据荞麦属植物的基因组序列的解读结果鉴定出的颗粒性淀粉合成酶基因中，鉴定在荞麦属植物的胚乳中高表达的颗粒性淀粉合成酶基因，通过突变诱导使该鉴定出的颗粒性淀粉合成酶基因的功能缺损；以及生成作为同型地具有该功能缺损型颗粒性淀粉合成酶基因的双隐性纯合子的荞麦属植物。

技术研发人员：安井康夫,上野真理子,川手康正
受保护的技术使用者：国立大学法人京都大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15