JP2020014401A - Rice mutant with high content of indigestible starch, rice flour, indigestible starch, rice gel, food, and texture improver, as well as production method of rice mutant with high content of indigestible starch - Google Patents

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Abstract

To provide a rice mutant with a high content of indigestible starch without using genetic recombination techniques.SOLUTION: A non-genetically modified rice mutant in which the locus of rice branching enzyme type IIb (BEIIb) derived from Japonica rice is recessive homozygous and the type IIb (BEIIb) locus is recessive homozygous is obtained. In this double mutant, the activity of BEI and BEIIb is lower than that of the wild type. Further, the rice seed of this double mutant has a higher content of indigestible starch than the parent strain, BEIIb-deficient mutant. Specifically, when rice seeds after rice polishing are cooked, the content of the indigestible starch in cooked rice in not ground state is 60% or more and the content of the indigestible starch in the cooked rice in ground state is 20% or more as well as the content of the indigestible starch in brown rice flour of rice seed is 32% or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、特に難消化性澱粉(RS)の含有率が格段に高い難消化性澱粉高含有イネ変異体、米粉、難消化性澱粉、米ゲル、食品、食感改良剤、及び難消化性澱粉高含有イネ変異体の作出方法に関する。   The present invention particularly relates to a rice mutant having a significantly high content of resistant starch (RS), a rice mutant containing a high content of resistant starch, rice flour, resistant starch, rice gel, food, a texture improver, and a resistant improver. The present invention relates to a method for producing a starch-rich rice mutant.

澱粉は不溶性であり、植物に特有の貯蔵多糖である。また、地球上のほとんどの生物が炭水化物源として、澱粉を利用している。
化学物質としての澱粉は、グルコースのα1,4による直鎖及びα1,6グルコシド結合による枝分かれ構造を含むグルコースポリマーである。
また、澱粉は、主として直鎖からなるアミロースと枝分かれ構造をもつアミロペクチンの高分子の集合体でもある。
Starch is an insoluble, plant-specific storage polysaccharide. Also, most organisms on earth use starch as a carbohydrate source.
Starch as a chemical substance is a glucose polymer containing a straight chain of glucose with α1,4 and a branched structure with α1,6 glucosidic bonds.
Starch is also a polymer aggregate of amylopectin having a branched structure and amylose mainly composed of linear chains.

澱粉の生合成には、少なくとも4種類の酵素が関与していることが分かっている。この4種類の酵素は、基質供給酵素であるADPグルコースピロホスホリラーゼ(AGPase)、α1,4グルコシド結合を伸長するスターチシンターゼ(SS)、α1,6グルコシド結合からなる枝分かれ構造を形成する枝作り酵素(BE)、アミロペクチンの特徴であるクラスター構造を維持するためにBEが付加した不適切な位置の枝分かれ構造をトリミングする枝切り酵素(DBE)である。このように、植物の澱粉生合成には少なくとも4種類の酵素が関与している。なお、澱粉生合成に関与する酵素は、他にもあると考えられている(非特許文献1参照)。   It has been found that at least four enzymes are involved in starch biosynthesis. These four enzymes are ADP glucose pyrophosphorylase (AGPase) which is a substrate supply enzyme, starch synthase (SS) which extends α1,4 glucosidic bond, and a branching enzyme which forms a branched structure composed of α1,6 glucosidic bond ( BE) is a debranching enzyme (DBE) that trims an improperly-located branched structure added by BE to maintain the cluster structure characteristic of amylopectin. Thus, at least four enzymes are involved in starch biosynthesis in plants. It is considered that there are other enzymes involved in starch biosynthesis (see Non-Patent Document 1).

加えて、高等植物の場合、これらの酵素には多数のアイソザイムが存在し、澱粉生合成に関与している。アイソザイムは、同様の酵素反応を触媒するアミノ酸配列の異なる酵素群のことである。たとえば、イネ(Oryza sativa)には、11種類ものSS、3種類ものBE、4種類ものDBEが存在する。
近年、これらのアイソザイムは、組織特異性や、微妙な基質特異性によって、役割分担をしていることが分かってきた。アイソザイムの働きや役割を解明することは、アイソザイムの機能解明につながる。そして、アイソザイムの機能解明は、植物の澱粉生合成メカニズムの全体像の解明には欠かせない。
このため、従来から各アイソザイムの変異体が開発されてきた。特定のアイソザイムが欠失した変異体の表現型を調べることで、そのアイソザイムの働きや役割を知ることができる。
In addition, in higher plants, these enzymes have numerous isozymes and are involved in starch biosynthesis. Isozymes are a group of enzymes having different amino acid sequences that catalyze the same enzyme reaction. For example, rice (Oryza sativa) has 11 types of SS, 3 types of BE, and 4 types of DBE.
In recent years, it has been found that these isozymes share roles depending on tissue specificity or subtle substrate specificity. Elucidation of the function and role of isozymes will lead to elucidation of isozyme functions. Elucidation of the function of isozymes is indispensable for elucidating the overall mechanism of starch biosynthesis in plants.
For this reason, mutants of each isozyme have been conventionally developed. By examining the phenotype of a mutant in which a specific isozyme has been deleted, the function and role of the isozyme can be known.

たとえば、各アイソザイムの機能を明確にするために、イネにおいて既に単離され、分析されている変異体には、SSI(非特許文献2、特許文献1)、SSIIa(非特許文献3、特許文献2)、SSIIIa(非特許文献4、特許文献3)、GBSSI(非特許文献5、非特許文献11)、BEI(非特許文献6)、BEIIb(非特許文献7)、ISA1(非特許文献8)、PUL(非特許文献9、特許文献4)、PHO1(非特許文献10)等がある。
これらの変異体のいくつかは、種子の胚乳に蓄積される澱粉の構造、物性が明らかになっている。具体的には、野生型とは異なることがあり、その構造の違いに伴い、澱粉粒の大きさや熱糊化温度、熱糊化粘度が異なる等の物性を示すことがある。これにより、各酵素の機能がある程度明らかになっている。
For example, to clarify the function of each isozyme, mutants already isolated and analyzed in rice include SSI (Non-patent Document 2, Patent Document 1), SSIIa (Non-patent Document 3, Patent Document 2), SSIIIa (Non-Patent Document 4, Patent Document 3), GBSSI (Non-Patent Document 5, Non-Patent Document 11), BEI (Non-Patent Document 6), BEIIb (Non-Patent Document 7), ISA1 (Non-Patent Document 8) ), PUL (Non-Patent Document 9, Patent Document 4), PHO1 (Non-Patent Document 10), and the like.
For some of these mutants, the structure and properties of starch accumulated in seed endosperm have been clarified. Specifically, it may be different from the wild type, and may exhibit physical properties such as a difference in starch grain size, hot gelatinization temperature, and hot gelatinization viscosity due to the difference in structure. This has clarified the function of each enzyme to some extent.

一方、澱粉には、αアミラーゼ等で容易に消化される成分の澱粉と、消化されにくい難消化性澱粉が存在する。難消化性澱粉(Resistant Starch、RS)は、消化液では分解されにくく、高分子のまま小腸を通過して大腸に到達する澱粉のことである。
難消化性澱粉は、比較的高分子のまま大腸に到達し、腸内細菌による発酵を通して短鎖脂肪酸を分泌し、大腸環境を整え、大腸癌予防、便秘予防効果があることが大麦(非特許文献13)や小麦(非特許文献14)で知られている。このため、難消化性澱粉を多く含む大麦グリッツ等は、オーストラリアで既に商品化されている。
加えて、難消化性澱粉は、小腸でグルコースにまで分解されにくいため、カロリーオフ効果がある。難消化性澱粉は、アミロース含量が高い澱粉に多く含まれることがある。このため、高アミローストウモロコシが、ダイエット素材として、利用されている。
以上のように、難消化性澱粉は、食物繊維と類似した機能性を示す食品として摂取することが推奨されている。
On the other hand, starch includes a starch which is easily digested by α-amylase and the like, and a hardly digestible starch which is hardly digested. Resistant Starch (Resistant Starch, RS) is a starch that is hardly decomposed by digestive juice and reaches the large intestine through the small intestine as a polymer.
Indigestible starch reaches the large intestine with a relatively high molecular weight, secretes short-chain fatty acids through fermentation by intestinal bacteria, prepares the large intestine environment, and has the effect of preventing colon cancer and constipation. Reference 13) and wheat (Non-patent Reference 14). For this reason, barley grit and the like containing a large amount of resistant starch have already been commercialized in Australia.
In addition, indigestible starch is less likely to be decomposed into glucose in the small intestine and thus has a calorie-off effect. Indigestible starch is often contained in starch having a high amylose content. For this reason, high amylose corn is used as a diet material.
As described above, it is recommended that indigestible starch be ingested as a food having a function similar to dietary fiber.

イネにおいては、通常の炊飯米にも難消化性澱粉は含まれるものの、その割合は、わずか1%前後であることが多い。
これについて、澱粉生合成に関与する酵素に変異を持つ上述の各イネ変異体においては、野生型より高アミロース性を示すイネ変異体系統は、野生型より有意に高い難消化性澱粉量を示した。一方、格段に高い難消化性澱粉量を示したのが、枝作り酵素BEIIbを欠損した変異体(以下、「be2b」と、記載する。)であった。be2bでは、難消化性澱粉量が劇的に増加する。具体的には、アミロペクチンの長鎖の増加とアミロースの増加とにより、難消化性につながることが明らかになっている。(非特許文献12)。
In rice, ordinary cooked rice contains indigestible starch, but the ratio is often only about 1%.
In this regard, in each of the above rice mutants having mutations in enzymes involved in starch biosynthesis, the rice mutant lines showing higher amylose properties than the wild type showed significantly higher resistant starch levels than the wild type. Was. On the other hand, a mutant which lacked the branching enzyme BEIIb (hereinafter, referred to as "be2b") showed a significantly high indigestible starch amount. In be2b, the amount of resistant starch increases dramatically. Specifically, it has been found that an increase in the long chain of amylopectin and an increase in amylose lead to indigestibility. (Non-Patent Document 12).

このため、難消化性澱粉を増加させるため、BEIIbの発現量を減らした遺伝子組換えイネ(非特許文献15及び非特許文献16)が開示されている。
しかしながら、非特許文献15及び非特許文献16に記載された米の難消化性澱粉の含有率を高める方式では、遺伝子組み換えの手法を用いているため、実用化が困難であった。
Therefore, transgenic rice (Non-Patent Document 15 and Non-Patent Document 16) in which the expression level of BEIIb is reduced in order to increase the resistant starch is disclosed.
However, in the methods described in Non-Patent Document 15 and Non-Patent Document 16 in which the content of resistant starch in rice is increased, practical use is difficult due to the use of a genetic recombination technique.

これについて、組換えの手法を用いないイネ(非特許文献20、21、特許文献5)のbe2b系統も作出されている。   In this regard, a be2b strain of rice (Non-Patent Documents 20, 21 and Patent Document 5) that does not use recombination techniques has also been created.

特開2003−079260号公報JP 2003-079260 A 特開2005−269928号公報JP 2005-269928 A 特開2006−051023号公報JP 2006-051023A 特開2007−020475号公報JP-A-2007-020475 特開2012−019742号公報JP 2012-019742 A 特開2009−254265号公報JP 2009-254265 A

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しかしながら、非特許文献12に記載のbe2b系統を含むBEIIb欠損変異体の各系統では、炊飯米で測定した場合、難消化性澱粉含有率は、15〜25%程度であった。これに加え、be2b系統は、種子が小さかったり、調理性が良くなかったりするため、実用性が低かった。実際に、難消化性澱粉を含むイネの具体的な販売は限定的であり、大量生産には至っていなかった。
より高い機能性を得るためには、できる限り難消化性澱粉を多く含む、大規模栽培可能な米品種が必要であった。このため、従来より難消化性澱粉を多く含有しつつ、大規模栽培可能で収量も高いような、実用性の高い非遺伝子組み換え体のイネ変異体が求められていた。
However, in each of the BEIIb-deficient mutants including the be2b strain described in Non-Patent Document 12, the content of resistant starch was about 15 to 25% when measured on cooked rice. In addition, the be2b strain was low in practicality due to small seeds and poor cookability. In fact, the specific sale of rice containing resistant starch has been limited and has not led to mass production.
In order to obtain higher functionality, rice varieties that can be grown on a large scale and contain as much resistant starch as possible were required. For this reason, there has been a demand for a highly practical non-genetically modified rice mutant that contains a large amount of indigestible starch, can be cultivated on a large scale, and has a high yield.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消することを課題とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and has as its object to solve the above-mentioned problems.

本発明の難消化性澱粉高含有イネ変異体は、ジャポニカ米由来のイネ枝作り酵素I型(BEI)及びIIb型(BEIIb)の遺伝子座が劣性ホモ(be1/be2b)であり、遺伝的に固定されており、非遺伝子組み換え体であることを特徴とする。
本発明の難消化性澱粉高含有イネ変異体は、野生型に比べて、前記BEI及び前記BEIIbの活性が低下していることを特徴とする。
本発明の難消化性澱粉高含有イネ変異体は、精米後のイネ種子は、難消化性澱粉の含有率が、親系統であるBEIIb欠損変異体(be2b)よりも多いことを特徴とする。
本発明の難消化性澱粉高含有イネ変異体は、前記イネ種子を炊飯した場合、すり潰さない状態の炊飯米における前記難消化性澱粉の含有率が60%以上、すり潰した状態の炊飯米における前記難消化性澱粉の含有率が20%以上であり、前記イネ種子の玄米粉における前記難消化性澱粉の含有率が32%以上であることを特徴とする。
本発明の難消化性澱粉高含有イネ変異体は、前記イネ種子の胚乳から製造される澱粉は、前記親系統であるBEIIb欠損変異体(be2b)のイネ種子の胚乳から製造される澱粉と比べて、アミロペクチンの鎖長分布のうち、DP19以下が減少され、DP20以上が増加されることを特徴とする。
本発明の難消化性澱粉高含有イネ変異体は、前記イネ種子の胚乳から製造される澱粉は、前記親系統であるBEIIb欠損変異体(be2b)のイネ種子の胚乳から製造される澱粉よりも、糊化ピーク温度が7℃以上高いことを特徴とする。
本発明の難消化性澱粉高含有イネ変異体は、前記イネ種子の胚乳から製造される澱粉は、算出されたアミロースの割合が50%以上であることを特徴とする。
本発明の難消化性澱粉高含有イネ変異体は、前記イネ種子は、粉末化することで米粉、粥を攪拌することで米ゲルとしても利用可能であることを特徴とする。
本発明の米粉は、前記難消化性澱粉高含有イネ変異体の前記イネ種子の胚乳を粉末化することで製造されたことを特徴とする。
本発明の難消化性澱粉は、前記難消化性澱粉高含有イネ変異体の前記イネ種子の炊飯米、及び/又は前記米粉より抽出されることを特徴とする。
本発明の米ゲルは、前記難消化性澱粉高含有イネ変異体の前記イネ種子の粥を攪拌することで製造されたことを特徴とする。
本発明の食品は、前記難消化性澱粉高含有イネ変異体の前記イネ種子、前記米粉、前記難消化性澱粉、及び前記米ゲルのいずれか又は任意の組み合わせを含んで製造されたことを特徴とする。
本発明の食感改良剤は、前記米粉、前記難消化性澱粉、及び前記米ゲルのいずれか又は任意の組み合わせを含むことを特徴とする。
本発明の難消化性澱粉高含有イネ変異体の作出方法は、非遺伝子組み換えの方式により、ジャポニカ米由来のイネ枝作り酵素I型(BEI)及びIIb型(BEIIb)の二重劣性ホモ変異体を作出させ、遺伝的に固定させることを特徴とする。
本発明の難消化性澱粉高含有イネ変異体の作出方法は、前記BEIの遺伝子の第10エキソンの最後の塩基がグアニンからアデニンへ変異し、前記BEIIbの遺伝子の第9イントロンの最後の塩基がグアニンからアデニンに変異している一塩基置換を分子マーカーとして、前記二重劣性ホモ変異体を特定することを特徴とする。
The rice mutant with high indigestible starch of the present invention has a rice homozygous rice branching enzyme type I (BEI) and type IIb (BEIIb) locus derived from japonica rice, which is recessive homozygous (be1 / be2b). It is characterized by being fixed and non-genetically modified.
The resistant rice starch-rich mutant of the present invention is characterized in that the activity of the BEI and the BEIIb is lower than that of the wild type.
The rice starch-rich mutant of the present invention is characterized in that the rice seed after milling has a higher percentage of resistant starch than the parent strain, BEIIb-deficient mutant (be2b).
The rice mutant high in resistant starch of the present invention is characterized in that when the rice seed is cooked, the content of the resistant starch in the cooked rice in a non-ground state is 60% or more, and in the ground rice in a ground state. The content of the indigestible starch is 20% or more, and the content of the indigestible starch in the brown rice flour of the rice seed is 32% or more.
The rice mutant high in resistant starch of the present invention is characterized in that the starch produced from the endosperm of the rice seed is different from the starch produced from the endosperm of the rice seed of the BEIIb-deficient mutant (be2b), which is the parent line. In the amylopectin chain length distribution, DP19 or less is reduced and DP20 or more is increased.
In the rice mutant containing a high content of resistant starch, the starch produced from the endosperm of the rice seed is higher than the starch produced from the endosperm of the rice seed of the BEIIb-deficient mutant (be2b), which is the parent line. And a gelatinization peak temperature higher by 7 ° C. or more.
The resistant rice starch-rich mutant of the present invention is characterized in that the starch produced from the endosperm of the rice seed has a calculated amylose ratio of 50% or more.
The rice mutant high in resistant starch of the present invention is characterized in that the rice seed can be used as rice gel by powdering and stirring rice porridge.
The rice flour of the present invention is characterized by being produced by pulverizing the endosperm of the rice seed of the resistant rice starch-rich rice mutant.
The resistant starch of the present invention is characterized by being extracted from cooked rice of the rice seed of the resistant rice rice mutant and / or the rice flour.
The rice gel of the present invention is characterized by being manufactured by stirring the rice seed porridge of the rice mutant containing a high content of resistant starch.
The food of the present invention is characterized by being produced by including any one or any combination of the rice seed, the rice flour, the resistant starch, and the rice gel of the resistant rice-rich rice mutant. And
The texture improving agent of the present invention is characterized by containing any one or any combination of the rice flour, the indigestible starch, and the rice gel.
The method for producing the resistant starch-rich rice mutant of the present invention is a double recessive homo mutant of rice branching enzymes type I (BEI) and type IIb (BEIIb) derived from japonica rice by a non-genetically modified method. Is characterized by being genetically fixed.
In the method for producing an indigestible starch-rich rice mutant of the present invention, the last base of the tenth exon of the BEI gene is mutated from guanine to adenine, and the last base of the ninth intron of the BEIIb gene is changed to The double recessive homozygous mutant is specified using a single base substitution mutated from guanine to adenine as a molecular marker.

本発明によれば、従来よりもイネ種子の難消化性澱粉含有率が高く、実用性が高いイネ変異体を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a rice mutant having a higher content of resistant starch in rice seed and higher practicability than in the past.

本発明の実施の形態に係るbe1/be2b(#1403)、それらの親変異体be1(EM557)、be2b(EM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)の完熟胚乳から抽出したタンパク質のウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。Proteins extracted from be1 / be2b (# 1403), their parent mutants be1 (EM557), be2b (EM10), and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style) mature endosperm according to an embodiment of the present invention 5 is a photograph showing the result of Western blotting. 本発明の実施の形態に係るbe1/be2b(#1403)、それらの親変異体be1(EM557)、be2b(EM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)の分子マーカーを用いたPCR増幅後、制限酵素で切断したDNAバンドパターンを示した図である。PCR using molecular markers of be1 / be2b (# 1403), their parent mutants be1 (EM557), be2b (EM10), and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style) according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a DNA band pattern cut with a restriction enzyme after amplification. 本発明の実施の形態に係るbe1/be2b(#1403)、それらの親変異体be1(EM557)、be2b(EM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)の完熟玄米の形態及び平均玄米重量を示す図である。Shapes and averages of be1 / be2b (# 1403), their parent mutants be1 (EM557), be2b (EM10), and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style) mature brown rice according to an embodiment of the present invention It is a figure which shows the brown rice weight. 本発明の実施の形態に係るbe1/be2b(#1403)、それらの親変異体be1(EM557)、be2b(EM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)の完熟胚乳のアミロペクチンの鎖長分布(Molar%)示すグラフである。Amylopectin chains of be1 / be2b (# 1403), their parent mutants be1 (EM557), be2b (EM10), and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style) endosperm according to an embodiment of the present invention. It is a graph which shows a length distribution (Mol%).

<実施の形態>
以下で図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
上述したように、従来から、難消化性澱粉の含有量が多い種子を取得可能で、実用的なイネ変異体が求められていた。
本発明者らは、難消化性澱粉の取得について実用的なイネの変異体を探索するため、鋭意実験を行い、イネの澱粉の代謝系を網羅的に研究して、有益な表現型をもつ新規変異体を探索した。この際、本発明者らは、BEI及びIIb型の二重劣性ホモ変異体(二重変異体。以下、「be1/be2b」と記載する。)に着目した。このbe1/be2bについては、従来、試験的に作出されたものの性質がよく調べられないまま失われており、難消化性澱粉量について、まったく知られていなかったためである。
このため、本発明者らは、be1/be2bを新たに作出し、性質について鋭意、実験を行って調べた。すると、作出されたbe1/be2bのイネ種子は、難消化性澱粉含有率が非常に高く、実用性が高い難消化性澱粉高含有イネ変異体であることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
<Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As described above, there has been a demand for a practical rice mutant from which seeds having a high content of resistant starch can be obtained.
The present inventors have conducted intensive experiments to search for practical rice mutants for the acquisition of resistant starch, thoroughly studied the metabolic system of rice starch, and have a valuable phenotype. We searched for new mutants. At this time, the present inventors paid attention to BEI and IIb type double recessive homo mutants (double mutants, hereinafter referred to as “be1 / be2b”). This is because be1 / be2b, which was conventionally produced on a trial basis, loses its properties without being well examined, and the amount of resistant starch is not known at all.
For this reason, the present inventors have newly created be1 / be2b, and have conducted intensive experiments and examined the properties. Then, the produced be1 / be2b rice seed was found to be an indigestible starch-rich rice mutant having a very high indigestible starch content and high practicality, and completed the present invention. Was.

より具体的に説明すると、本発明の実施の形態に係るbe1/be2bは、ジャポニカ米由来のイネ枝作り酵素I型(BEI)及びIIb型(BEIIb)の遺伝子座が劣性ホモであり、遺伝的に固定されており、非遺伝子組み換え体であることを特徴とする。
この本実施形態のbe1/be2bは、両親変異体(be1、be2b)及び野生型(WT)と比べて、以下のような性質を得ることができる。
More specifically, be1 / be2b according to the embodiment of the present invention has a recessive homozygous locus for rice branching enzymes type I (BEI) and type IIb (BEIIb) derived from Japonica rice. And a non-genetically modified product.
The be1 / be2b of the present embodiment can obtain the following properties as compared with the parent mutant (be1, be2b) and the wild type (WT).

本発明の実施の形態に係るbe1/be2bのイネ種子からは、特に通常のイネの澱粉とは異なった性質と形状をもつ特性の澱粉を得られる。これらの特性の中で、特にユニークであるのは、見かけのアミロース含量と難消化性澱粉含有率である。
具体的に、本実施形態のbe1/be2bの変異体米(イネ種子)は、難消化性澱粉含有率が、親系統であるbe2bよりも高くなる。これは、従来の非組換えイネ(非特許文献20、21、22、特許文献5、6)の中でも類をみないほどである。
From the rice seeds of be1 / be2b according to the embodiment of the present invention, starch having properties and shapes different from those of ordinary rice starch can be obtained. Among these properties, particularly unique are the apparent amylose content and the resistant starch content.
Specifically, the mutant rice of be1 / be2b (rice seed) of the present embodiment has a higher resistant starch content than the parent line be2b. This is unparalleled among conventional non-recombinant rice (Non-Patent Documents 20, 21, 22 and Patent Documents 5, 6).

つまり、本発明の実施の形態に係るbe1/be2bのイネ種子は、炊飯した場合、従来のイネ変異体より遙かに多い難消化性澱粉が含まれる。
より具体的には、本実施形態のbe1/be2bにおける精米後のイネ種子を炊飯した場合、すり潰さない状態の炊飯米における難消化性澱粉の含有率が60%以上、すり潰した状態の炊飯米における難消化性澱粉の含有率が20%以上であり、イネ種子の玄米粉における難消化性澱粉の含有率が32%以上となる。
ここで、炊飯米の難消化性澱粉含有率は、調理や測定方法によって大きく異なる。たとえば、be1/be2bは、すり潰さない炊飯米は76.2%であるが、すり潰した場合、28.4%となる。また、玄米粉の難消化性澱粉含有率も35.1%となり、いずれも親系統のbe2bより格段に高い値を示す。
That is, the rice seed of be1 / be2b according to the embodiment of the present invention, when cooked, contains much more indigestible starch than the conventional rice mutant.
More specifically, when the rice seed after rice polishing in be1 / be2b of the present embodiment is cooked, the content of resistant starch in the cooked rice in a non-ground state is 60% or more, and the cooked rice in a ground state , The content of resistant starch is 20% or more, and the content of resistant starch in brown rice flour of rice seed is 32% or more.
Here, the indigestible starch content of cooked rice varies greatly depending on the cooking method and the measuring method. For example, be1 / be2b is 76.2% of cooked rice which is not ground, but becomes 28.4% when ground. In addition, the indigestible starch content of brown rice flour was 35.1%, all of which were significantly higher than the parent line be2b.

他の特徴として、本発明の実施の形態に係るイネ種子の胚乳から製造される澱粉は、BEIIbの活性低下に起因する親系統イネ(be2b)を用いて製造される澱粉と比べて、アミロペクチンの鎖長分布のうち、DP19以下が減少され、DP20以上が増加されることを特徴とする。
すなわち、後述する実施例の図4に示すように、本実施形態のbe1/be2bのイネ種子の胚乳から製造される澱粉は、アミロペクチンの鎖長分布のうち、DP19以下が減少し、DP20以上が増加する。これは、アミロペクチンの長鎖量が、通常米に比べて格段に高いbe2bの澱粉と比べても多い。
As another feature, the starch produced from the endosperm of the rice seed according to the embodiment of the present invention has a higher amylopectin content than the starch produced using the parental rice (be2b) caused by a decrease in the activity of BEIIb. In the chain length distribution, DP19 or less is reduced and DP20 or more is increased.
That is, as shown in FIG. 4 in Examples described later, starch produced from endosperm of rice seed of be1 / be2b of the present embodiment has a chain length distribution of amylopectin in which DP19 or less decreases and DP20 or more decreases. To increase. This is because the amount of long chain amylopectin is much higher than that of be2b starch, which is much higher than that of normal rice.

さらに、本発明の実施の形態に係るbe1/be2bのイネ種子の胚乳から製造される澱粉は、アミロースの割合が50%以上となる。
加えて、本発明の実施の形態に係るbe1/be2bのイネ種子の胚乳から製造される澱粉は、be2bを用いて製造される澱粉よりも、糊化ピーク温度が7℃以上高くなる。
つまり、本発明の実施の形態に係るイネ種子、イネ種子から製造される米粉、及び澱粉は、親系統のbe2bよりアミロペクチンの長鎖量が増加していることで、be2bとは違った物性を示し、具体的には糊化ピーク温度が高くなる。
Furthermore, the starch produced from the endosperm of the be1 / be2b rice seed according to the embodiment of the present invention has an amylose ratio of 50% or more.
In addition, the starch produced from the endosperm of rice seed of be1 / be2b according to the embodiment of the present invention has a gelatinization peak temperature higher by 7 ° C. or more than the starch produced using be2b.
That is, the rice seed according to the embodiment of the present invention, the rice flour produced from the rice seed, and the starch have different physical properties from be2b because the amount of long chain amylopectin is greater than that of the parent line be2b. And specifically, the gelatinization peak temperature increases.

ここで、本実施形態のbe1/be2bのイネ種子、イネ種子から製造される精米、米粉、及び澱粉は、高アミロース含量及びアミロペクチンの長鎖が多いことに起因する老化性の高さから、老化性が有利に働く調理法において、調理性を高めることができる。
具体的には、本実施形態のイネ種子、イネ種子から製造される精米、米粉、及び澱粉は、老化性が有利に働く調理法である、麺や米菓に適している。さらに具体的には、本実施形態のイネ種子、米粉、及び澱粉は、ピラフ若しくはリゾット、米菓、グラノーラ等の食品に好適に用いることができる。これにより、従来とは、味わい、口触り、食感、風味等が異なる特徴ある食品を製造することができる。すなわち、「食感改良剤」として用いることが可能である。また、これらを用いた各種健康食品やダイエット食品、難消化性澱粉を精製したサプリメント等に利用可能である。
Here, the rice seeds of be1 / be2b of the present embodiment, the polished rice, rice flour, and starch produced from the rice seeds have a high aging property due to a high amylose content and a long amylopectin long chain. In a cooking method in which cooking properties work advantageously, cooking properties can be enhanced.
Specifically, the rice seed of the present embodiment, the milled rice, the rice flour, and the starch produced from the rice seed are suitable for noodles and rice confections, which are cooking methods in which aging properties are advantageous. More specifically, the rice seed, rice flour, and starch of the present embodiment can be suitably used for foods such as pilaf or risotto, rice crackers, and granola. As a result, it is possible to produce a food having characteristics different in taste, texture, texture, flavor, and the like from the related art. That is, it can be used as a "texture improver". Further, it can be used for various health foods, diet foods, and supplements obtained by purifying indigestible starch using the same.

さらに、本発明の実施の形態に係るbe1/be2bのイネ種子は、粉末化することで米粉、粥を攪拌することで米ゲルとしても利用可能であることを特徴とする。
具体的には、本実施形態のbe1/be2bのイネ種子は、粉砕機等で粉砕して、米粉として提供可能である。すなわち、be1/be2bのイネ種子の胚乳を粉末化することで米粉を製造できる。
また、be1/be2bのイネ種子の粥を攪拌することで米ゲルとして使用することができる。
本発明の実施の形態に係るbe1/be2bのイネ種子を粉砕した粉砕物である米粉又は米ゲルは、パンや麺等に混合させて利用することができる。
この際、本実施形態の米粉、米ゲルについても、従来の100%米粉で作ったパンや麺等の食感を改良する「食感改良剤」として用いることも可能である。この「食感改良剤」として用いられる際の配合割合や配合順序や配合方法等は、加工法や製造法等や保存法等に対応して、任意に設定可能である。
Furthermore, the rice seed of be1 / be2b according to the embodiment of the present invention is characterized in that it can be used as a rice gel by stirring rice flour and porridge by powdering.
Specifically, the rice seeds of be1 / be2b of the present embodiment can be pulverized by a pulverizer or the like and provided as rice flour. That is, rice flour can be produced by powdering endosperm of rice seeds of be1 / be2b.
Also, by stirring the rice seed porridge of be1 / be2b, it can be used as rice gel.
Rice flour or rice gel, which is a crushed product of be1 / be2b rice seed according to the embodiment of the present invention, can be used by being mixed with bread, noodles, and the like.
At this time, the rice flour and the rice gel of the present embodiment can also be used as a “texture improver” for improving the texture of bread and noodles made with conventional 100% rice flour. The compounding ratio, compounding order, compounding method, and the like when used as the “texture improver” can be arbitrarily set according to the processing method, the manufacturing method, the storage method, and the like.

また、本実施形態のbe1/be2bのイネ種子自体も、玄米のまま又は精米してダイエット米として提供することが可能である。この際、このダイエット米を、モチ米や通常米とブレンドすることで、高い老化性を緩和し、難消化性澱粉量を維持した状態で、良食味な炊飯米として食用に供することができる。
また、本実施形態の変異体米から抽出した澱粉自体を、難消化性澱粉が多く含まれる澱粉として使用することも可能である。
In addition, the be1 / be2b rice seed itself of the present embodiment can be provided as diet rice as unpolished rice or polished rice. At this time, by blending this diet rice with mochi rice or regular rice, high aging can be alleviated and, while maintaining the amount of indigestible starch, it can be edible as cooked rice with good taste.
In addition, the starch itself extracted from the mutant rice of the present embodiment can be used as a starch containing a large amount of indigestible starch.

より具体的には、本発明の実施の形態に係る食品は、be1/be2bのイネ種子、米粉、難消化性澱粉、及び米ゲルのいずれか又は任意の組み合わせを含んで製造されたことを特徴とする。
すなわち、このような本実施形態のbe1/be2bのイネ種子、この粉末、米ゲル等を用いた食品は、麺、パン、ピラフ、かゆ、米菓等の米由来のダイエット素材として用いることが可能である。また、これらの食品は、習慣的に摂取することにより、低カロリー性を備え、大腸環境を整えるため糖尿病、大腸癌、便秘の予防等の効果が期待される。さらに、米粉100%の食品が開発されれば、小麦粉由来のグルテンを持たない、グルテンフリー食品として、小麦アレルギーの患者に有効な食品として提供できる。
More specifically, the food according to the embodiment of the present invention is characterized by being manufactured including any one or any combination of rice seeds of be1 / be2b, rice flour, resistant starch, and rice gel. And
That is, the food using the rice seed of be1 / be2b, the powder, the rice gel, and the like of the present embodiment can be used as a diet material derived from rice such as noodles, bread, pilaf, porridge, rice confectionery, and the like. It is. In addition, these foods are expected to have a low calorie content when taken habitually and to prepare a large intestine environment, which is expected to have effects such as prevention of diabetes, colorectal cancer, and constipation. Furthermore, if a food made of 100% rice flour is developed, it can be provided as a gluten-free food without gluten derived from flour as an effective food for patients with wheat allergy.

さらに、本発明の実施の形態に係る難消化性澱粉は、be1/be2bのイネ種子の炊飯米、及び/又は米粉より抽出されることを特徴とする。
本実施形態のbe1/be2bは、炊飯米にしても多くの難消化性澱粉を含んでいる。このため、この炊飯米を溶解、酵素処理等することで、容易に難消化性澱粉を分離することが可能となる。さらに、本実施形態のbe1/be2bは、従来の系統に比べると、すり潰した状態でも多くの難消化性澱粉を含んでいる。このため、米粉から難消化性澱粉を抽出しても、実用的に多くの量を取得可能である。
この本実施形態のbe1/be2bの米粉や澱粉は、アミロースの含量が高いことにより、工業的な用途にて使用可能である。これは、生分解性プラスチックなど、成形が必要な場合は、老化性が高い方が有利であるためである。たとえば、アミロースは温水に溶けるため、フィルム状に成形して、生分解性フィルム、医療用材料、縫合糸のような用途に用いることができる。また、体内で吸収分解される性質を用いて、再生医療の「足場」用の部材として用いることが可能である。
さらに、グラスファイバー作成時の資材、工業用糊、建築材料の配合剤、植物栽培用の資材等、様々な工業用途に利用可能である。
Furthermore, the indigestible starch according to the embodiment of the present invention is characterized in that it is extracted from cooked rice and / or rice flour of be1 / be2b rice seeds.
The be1 / be2b of the present embodiment contains many indigestible starch even in cooked rice. For this reason, it becomes possible to easily separate the indigestible starch by dissolving and enzymatically treating the cooked rice. Furthermore, be1 / be2b of the present embodiment contains more indigestible starch even in a crushed state as compared with the conventional system. Therefore, even if resistant starch is extracted from rice flour, a large amount can be obtained practically.
The rice flour and starch of be1 / be2b of this embodiment can be used for industrial applications because of the high amylose content. This is because when molding is required, such as with a biodegradable plastic, a higher aging property is advantageous. For example, since amylose is soluble in warm water, it can be formed into a film and used for applications such as biodegradable films, medical materials, and sutures. In addition, it can be used as a member for “scaffolding” of regenerative medicine by using the property of being absorbed and decomposed in the body.
Furthermore, it can be used for various industrial uses, such as materials for producing glass fiber, industrial paste, compounding agents for building materials, and materials for plant cultivation.

ここで、これらの米粉、難消化性澱粉、米ゲル、及び食品は、上述の難消化性澱粉の特性、含まれたDNA等により、直接特定することが可能である。   Here, these rice flour, indigestible starch, rice gel, and food can be directly specified based on the characteristics of the indigestible starch, the contained DNA, and the like.

本発明の実施の形態に係る難消化性澱粉高含有イネ変異体の作出方法は、非遺伝子組み換えの方式により、ジャポニカ米由来のイネ枝作り酵素I型(BEI)及びIIb型(BEIIb)の二重劣性ホモ変異体を作出させ、遺伝的に固定させることを特徴とする。このように、非遺伝子組み換えの方式により、ジャポニカ米由来BEIIbの欠損に加えてBEIを欠損させ、遺伝的に固定させることで、両親変異体及び野生型と比べると、難消化性澱粉含有率を著しく高めるbe1/be2bを作出することができる。
より具体的には、本発明の実施の形態に係るイネ変異体の作出方法は、BEIの遺伝子の第10エキソンの最後の塩基がグアニンからアデニンへ変異し、BEIIbの遺伝子の第9イントロンの最後の塩基がグアニンからアデニンに変異している一塩基置換を分子マーカーとして、二重劣性ホモ変異体を特定する。
これらの二重変異の結果、本実施形態のイネ変異体は、野生型に比べて、BEI及びBEIIbの活性が低下する。
具体的な作出による形質変化は、ウエスタンブロッティングでそれぞれのバンドが欠損していること、又は、分子マーカーを使ったPCR増幅及び制限酵素切断されたDNAのアガロースゲル電気泳動パターンから二重変異体であることを確認することが可能である。
The method for producing a resistant rice starch-rich mutant according to an embodiment of the present invention includes two methods, a Japonica rice-derived rice branch-forming enzyme type I (BEI) and a type IIb (BEIIb), by a non-genetically modified method. It is characterized in that a severe recessive homozygote is produced and genetically fixed. Thus, by using a non-genetically modified method, BEI is deleted in addition to the deletion of BEIIb derived from Japonica rice, and the BEI is deleted and genetically fixed, so that the indigestible starch content is reduced as compared with the parent mutant and the wild type. Be1 / be2b can be created that is significantly enhanced.
More specifically, the method for producing a rice mutant according to the embodiment of the present invention is characterized in that the last base of the tenth exon of the BEI gene is mutated from guanine to adenine, and the last base of the ninth intron of the BEIIb gene is changed. The double recessive homo mutant is identified by using a single base substitution in which the base is mutated from guanine to adenine as a molecular marker.
As a result of these double mutations, the rice mutant of the present embodiment has lower BEI and BEIIb activities than the wild type.
Specific changes in the phenotype due to the production may be due to the absence of each band by Western blotting, or double amplification from the PCR amplification using molecular markers and the agarose gel electrophoresis pattern of restriction enzyme-cleaved DNA. It is possible to confirm that there is.

以上のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
上述したように、トウモロコシ、大麦等には、難消化性澱粉量の高い系統が存在した。しかしながら、これらの植物の澱粉の生合成の機構は、イネとは大分、異なっていることが明らかとなっており、これをイネに適用できるかどうかは不明であった。
With the above configuration, the following effects can be obtained.
As described above, corn, barley, and the like contained strains with high amounts of indigestible starch. However, it has been revealed that the mechanism of starch biosynthesis of these plants is very different from that of rice, and it was unclear whether this mechanism could be applied to rice.

また、従来から、アミロース含量が高い澱粉には、難消化性澱粉が多いと推測されていた。しかしながら、どのような構造、あるいは澱粉が難消化性を示すのかは、詳細については、不明であった。
一方で、枝作り酵素BEIIbを欠損させ、アミロペクチンの長鎖が相対的に多くなった変異体(be2b系統)は、アミロペクチンの長鎖量が通常米と変わらず、高アミロース性を示す系統より、難消化性澱粉量が格段に多かった(非特許文献12)。これにより、難消化性澱粉は、アミロース含量よりもむしろアミロペクチンの長鎖量に由来することが明らかになってきていた。
Also, it has been conventionally assumed that starch having a high amylose content contains a large amount of resistant starch. However, it was not known in detail what structure or starch exhibited indigestibility.
On the other hand, a mutant (be2b strain) in which the branching enzyme BEIIb was deleted and the long chain of amylopectin became relatively large (be2b strain) showed that the amount of the long chain of amylopectin was not usually different from that of rice and was higher than that of the strain showing high amylose properties The amount of resistant starch was remarkably large (Non-Patent Document 12). This has revealed that the indigestible starch is derived from the long chain amount of amylopectin rather than the amylose content.

しかしながら、この非特許文献12のbe2b系統は、炊飯米で測定した場合、難消化性澱粉含有率は、15〜25%程度であった。
ここで、難消化性澱粉の摂取カロリーは、通常の澱粉の半分の2カロリーとして計算される。このため、難消化性澱粉含有率が15〜25%程度であるbe2bの炊飯米は、通常品種の炊飯米を食べた時に比べて、わずか7.5〜12.5%しかカロリーオフにならなかった。また、これらの数値は、炊飯米をすり潰さずに測定した値であるものの、実際に食べるときは咀嚼するため、難消化性澱粉含有の量はさらに低下する。さらに、難消化性澱粉含有率が高い米は、炊飯米として食する場合、食味がすぐれず、100%で食べることはかなり困難であるため、通常米とブレンドした状態で食べることになる。さらに、米粉として利用する場合は、消化液への露出が多くなるので消化されやすくなり、炊飯米として食べる時よりも難消化性澱粉量が更に低下する場合があることも分かってきた。
以上のことを考慮すると、実際に摂取した際により高い機能性を期待するためには、できる限り難消化性澱粉を多く含む、大規模栽培可能な米品種が必要となる。これに関して、従来のbe2bのような難消化性澱粉を含むイネ変異体は、実用性が低かった。
このため、難消化性澱粉の含有率が高く、収量も高く、実用性を高めた非遺伝子組み換え体のイネ変異体が求められていた。
However, in the be2b strain of Non-Patent Document 12, the content of resistant starch was about 15 to 25% when measured with cooked rice.
Here, the calorie intake of indigestible starch is calculated as 2 calories, which is half that of ordinary starch. For this reason, the cooked rice of be2b, which has an indigestible starch content of about 15 to 25%, has only 7.5 to 12.5% of calories off compared to the case of eating cooked rice of a normal variety. Was. Further, although these values are measured without grinding the cooked rice, the content of resistant starch is further reduced because the rice is actually chewed when eating. Furthermore, rice having a high content of resistant starch is not good in taste when cooked as cooked rice, and it is quite difficult to eat it at 100%. Therefore, it is usually eaten in a state blended with rice. Further, it has been found that when used as rice flour, the amount of indigestible starch may be further reduced as compared to when it is eaten as cooked rice, because it is easily digested due to increased exposure to digestive juices.
In view of the above, in order to expect higher functionality when actually ingested, a rice variety that can be cultivated on a large scale and contains as much indigestible starch as possible is required. In this regard, conventional rice mutants containing indigestible starch such as be2b have been less practical.
Therefore, there has been a demand for a non-genetically modified rice mutant having a high content of resistant starch, a high yield, and improved practicality.

これに対して、本発明の実施の形態に係る難消化性澱粉高含有イネ変異体は、類い希な難消化性澱粉含有率をもつイネ変異体である。
より具体的には、後述の実施例の表3や図3に示されるように、本実施形態の炊飯米の難消化性澱粉含有率は、従来のbe2bの一例であるEM10に比べて、約2倍程度高い値を示し、少なくとも20%の難消化性澱粉含有率となる。
On the other hand, the rice mutant containing high resistant starch according to the embodiment of the present invention is a rice mutant having a rare rare starch resistant content.
More specifically, as shown in Table 3 and FIG. 3 in Examples described later, the indigestible starch content of the cooked rice of the present embodiment is lower than that of EM10 which is an example of the conventional be2b. The value is about twice as high, and the content of resistant starch is at least 20%.

さらに、本発明の実施の形態に係る難消化性澱粉高含有イネ変異体のイネ種子、米粉、精製澱粉、及び/又は米ゲルは、これらを利用する飲食品及び工業製品に用いることができる。
具体的には、本実施形態のbe1/be2bのイネ種子は、難消化性澱粉含有率が格段に高いため、食品に少量でも用いるだけで低カロリー化が可能であり、ダイエット食品を製造する際、低コスト化につながる。より具体的には、難消化性澱粉は、上述したように、通常の炭水化物が4kcal/1gに対して、2kcal/gであるため、本実施形態の変異体米を食品に含有させることで、確実に摂取カロリーを少なくすることができる。
また、本実施形態のbe1/be2bのイネ種子を米粉、精製澱粉、及び/又は米ゲルとして添加して食品を製造した場合、その食品中の難消化性澱粉含有率も調理方法により変化するものの、機能性を高めることができる。ブレンドする際も従来のイネよりも添加量を抑えることができる。
Furthermore, the rice seed, rice flour, purified starch, and / or rice gel of the rice mutant high in resistant digestible starch according to the embodiment of the present invention can be used for foods and drinks and industrial products using these.
Specifically, the be1 / be2b rice seed of the present embodiment has a remarkably high indigestible starch content, so that it is possible to reduce the calories by using even a small amount of the food, and to produce a diet food. , Leading to lower costs. More specifically, as described above, the indigestible starch contains 2 kcal / g as compared to 4 kcal / 1 g for a normal carbohydrate. Therefore, by adding the mutant rice of the present embodiment to a food, Calorie intake can be reliably reduced.
In addition, in the case where the rice seed of be1 / be2b of the present embodiment is added as rice flour, purified starch, and / or rice gel to produce a food, the content of resistant starch in the food varies depending on the cooking method. , Can enhance the functionality. When blending, the amount of addition can be reduced as compared with conventional rice.

また、本実施形態の食感改良剤は、これを既存のパンや麺等の食品に加えることで、例えば、これらの食品の粘度を低下させ、より「食べ応え」があり風味を引き立てるようにすることができる。これにより、食品の製造者の望む食感が得られるように添加することが可能となる。加えて、食品の加工や保存する際にも、製造者の望む効果を付加可能となる。
さらに、本実施形態の食感改良剤は、加工デンプンのように化学的に修飾され、食品添加物しての表示が義務付けられているような添加物ではない。つまり、本実施形態の食感改良剤は、食品添加物ではなく、天然素材由来の添加剤として用いることが可能である。この上で、腸内フローラに良い影響を与えて、健康を増進させる効果が期待できる。
In addition, the texture improver of the present embodiment, by adding this to existing foods such as bread and noodles, for example, to reduce the viscosity of these foods, so that there is a more "eating response" to enhance the flavor can do. This makes it possible to add the food so that the food texture desired by the food manufacturer is obtained. In addition, the effects desired by the manufacturer can be added when processing and storing the food.
Furthermore, the texture improving agent of the present embodiment is not an additive that is chemically modified like modified starch and is required to be labeled as a food additive. That is, the texture improving agent of the present embodiment can be used not as a food additive but as an additive derived from a natural material. On this basis, it can be expected to have a positive effect on the intestinal flora and promote health.

また、従来のbe2bの一例であるEM10は、種子が小さいため、精米上の困難があり、又、相対的に収量が低いため、実用的に使用できなかった。
これに対して、本発明の実施の形態に係るイネ変異体のイネ種子は、EM10よりも難消化性澱粉含有率が多くなり、更に、種子が大きくなるため、実用性がさらに高くなる。
In addition, EM10, which is an example of the conventional be2b, cannot be used practically because of small seeds, which causes difficulty in rice polishing, and relatively low yield.
On the other hand, the rice seed of the rice mutant according to the embodiment of the present invention has a higher content of resistant starch and a larger seed than EM10, and thus has higher practicality.

なお、本実施形態のbe1/be2bについて、さらに種子重量を高めるため、品種改良を行い、その系統(株)を用いることも可能である。
たとえば、本発明者らは、後述の実施例で示すbe1/be2bのクローン(系統、株)である#1403について、超多収米である秋田63号を戻し交配することによる品種改良も行ってみたところ、種子の巨大化が確認できた。すなわち、これら戻し交配した系統を、本発明の他の実施形態のイネ変異体として用いることが可能である。
また、上述の難消化性澱粉高含有イネ変異体の作出方法により、新たにbe1/be2bの株を作出して、更に性質のよいものを選抜することも考えられる。
このようにして、種子が大きい株が得られれば、精米する上で大きなメリットとなる。また、種子が大きくなることから収量が高くなり、この生産性の高さが経済性にも貢献する。すなわち、難消化性澱粉を取得したり食品を製造したりする際に低コスト化につながる。このため、実際に食品等を製造する際、又は、炊飯米として提供する際の実用性を高めることができる。
In addition, in order to further increase the seed weight of be1 / be2b of this embodiment, it is possible to improve the variety and use the strain (strain).
For example, the present inventors have also carried out breed improvement by backcrossing Akita 63, a super-high-yielding rice, for # 1403 which is a clone (strain, strain) of be1 / be2b shown in Examples described later. As a result, it was confirmed that the seeds were enlarged. That is, these backcrossed lines can be used as rice mutants in other embodiments of the present invention.
It is also conceivable to newly produce a be1 / be2b strain by the above-mentioned method for producing an indigestible starch-rich rice mutant, and to select a strain having better properties.
If a seed with a large seed is obtained in this way, it is a great merit in polishing rice. In addition, since the seeds are large, the yield is high, and this high productivity also contributes to economic efficiency. That is, the cost can be reduced when obtaining indigestible starch or producing food. For this reason, the practicality at the time of actually producing foods or the like or providing it as cooked rice can be improved.

以下で、図を参照しながら本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.

〔実験方法と材料〕
(be1/be2b二重変異体米の単離)
BEIIb欠損変異体米(EM10)にBEI変異体(EM557)を交配することで、be1/be2b二重変異体米を作出し、その性質を調べた。
[Experimental methods and materials]
(Isolation of be1 / be2b double mutant rice)
By crossing the BEI mutant (EM557) with the BEIIb-deficient mutant rice (EM10), a be1 / be2b double mutant rice was produced and its properties were examined.

以下で、be1/be2b二重変異体米の作出法について説明する。本発明者らは、BEIIb欠損変異体米(EM10)にBEI変異体(EM557)を交配し、交配当代のF1種子を次年度に播種し、F2種子を得た。この中には、be1/be2bの二重変異体米は約25%含まれていると推定された。
白濁種子の胚と反対側の胚乳1/4を使って、タンパク質を抽出し、BEI抗体及びBEIIb抗体でウエスタンブロッティングを行い、BEI及びBEIIbが欠損している種子の胚側の残りの3/4を滅菌し、寒天培地に移植した。
これらの幼植物の葉身からPCR法によって、BEI及びBEIIb遺伝子が欠損している個体を選抜し、栽培を続け、F3種子を取得し、#1403と名付けた。この#1403において、ウエスタンブロッティングにより、両タンパク質が欠損していることを確認した。
Hereinafter, a method for producing a be1 / be2b double mutant rice will be described. The present inventors crossed a BEIIb-deficient mutant rice (EM10) with a BEI mutant (EM557) and sowed F1 seeds with a replacement payment in the next fiscal year to obtain F2 seeds. It was estimated that about 25% of the double mutant rice of be1 / be2b was contained therein.
Protein is extracted using 1/4 of the endosperm opposite to the embryo of the cloudy seed and subjected to Western blotting with BEI antibody and BEIIb antibody, and the remaining 3/4 of the embryo side of the seed lacking BEI and BEIIb is extracted. Was sterilized and transferred to an agar medium.
Individuals deficient in the BEI and BEIIb genes were selected from the leaf blades of these young plants by the PCR method, cultivation was continued, and F3 seeds were obtained and named # 1403. In this # 1403, it was confirmed by Western blotting that both proteins were defective.

ウエスタンブロッティングのためのSDS−PAGE手法について述べる。電気泳動槽にアクリルアミドゲルをセットして泳動バッファ(25mM Tris、192mM glycine、0.1% SDS)を注ぎ、ゲルのウェルに分子量マーカー(Cat#161−0373、Bio Rad社製)を5μL、調製したサンプルを10μLずつアプライして、室温で電気泳動を行った。ブロモフェノールブルー(BPB)フロントダイが濃縮ゲルを通過するまではゲル1枚あたり10mAの定常電流を流し、分離ゲルに到達した後ゲル1枚あたり20mAの電流を流して電気泳動を行い、BPBフロントダイがゲルの下から1cm程度になるまで電流を流し停止した。   The SDS-PAGE technique for western blotting will be described. An acrylamide gel was set in the electrophoresis tank, a migration buffer (25 mM Tris, 192 mM glycine, 0.1% SDS) was poured, and 5 μL of a molecular weight marker (Cat # 161-0373, manufactured by Bio Rad) was prepared in the gel well. Each 10 μL of the sample was applied, and electrophoresis was performed at room temperature. Until the bromophenol blue (BPB) front dye passes through the concentrated gel, a steady current of 10 mA per gel is passed, and after reaching the separation gel, a current of 20 mA is passed per gel to perform electrophoresis. An electric current was applied until the die reached about 1 cm from the bottom of the gel, and the gel was stopped.

SDS−PAGEによってゲル上に分離されたタンパク質を転写するためのメンブレン(PVDF膜、MILLIPORE社製、IPVH0010)1枚と、ろ紙6枚をゲルと同じ程度の大きさに切り、メンブレンは100% methanolに20秒浸してから、transfer buffer(25mM Tris、192mM glycine、20% methanol、0.1% SDS)に浸した。ろ紙はそのまま、transfer bufferが湿るぐらい浸した。SDS−PAGEを行ったゲルをtransfer bufferの入ったプラスチックケースに移して15分間浸とうした。ブロッティング用電極の陽極側にtransfer bufferに浸したろ紙3枚を泡が入らないように重ね、その上にメンブレンを泡が入らないように重ね、次にゲルを泡が入らないように重ね、更にろ紙3枚を泡が入らないように重ねた。上部電極板(陰極)をセットし、メンブレン1枚当たり80mAの電流で1時間流した。1時間後、通電を止めてメンブレンをプラスチック容器に移し、ブロッキング液(4%スキムミルク/TBS(10mM Tris−HCl(pH 7.5)、500mM NaCl))15mLを入れ、30分間浸とうした(ブロッキング)。30分後、1次抗体(本実験では4%スキムミルク/TBSで抗BEI血清(非特許文献6)を1500倍希釈したもの、抗BEIIb血清(非特許文献7)を3000倍希釈したものを添加して4℃で一晩ゆっくり浸とうさせた。   One membrane (PVDF membrane, manufactured by MILLIPORE, IPVH0010) for transferring the proteins separated on the gel by SDS-PAGE and six filter papers are cut to the same size as the gel, and the membrane is 100% methanol. Immersed in a transfer buffer (25 mM Tris, 192 mM glycine, 20% methanol, 0.1% SDS). The filter paper was kept soaked in the transfer buffer as it was. The gel subjected to SDS-PAGE was transferred to a plastic case containing a transfer buffer and immersed for 15 minutes. On the anode side of the blotting electrode, three filter papers soaked in a transfer buffer are layered so that bubbles do not enter, a membrane is layered thereon so that bubbles do not enter, and then a gel is layered so that bubbles do not enter. Three filter papers were stacked so that bubbles did not enter. An upper electrode plate (cathode) was set, and a current of 80 mA per one membrane was passed for one hour. One hour later, the power supply was stopped, the membrane was transferred to a plastic container, and 15 mL of a blocking solution (4% skim milk / TBS (10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 500 mM NaCl)) was added and immersed for 30 minutes (blocking). ). 30 minutes later, a primary antibody (in this experiment, anti-BEI serum (Non-patent document 6) diluted 1500-fold with 4% skim milk / TBS, and anti-BEIIb serum (Non-patent document 7) diluted 3000-fold) were added. And slowly soaked overnight at 4 ° C.

翌日、メンブレンを約50mLの蒸留水で3回すすぎ、約50mLのTBST2(50mM NaCl、1mM Tris−HCl(pH 7.5)、1% Tween20)で1回、洗浄した。その後、4%スキムミルク/TBS10mLと共に、抗ウサギヤギ血清パーオキシダーゼ(Bio Rad社製)を5000倍希釈した2次抗体を添加して約2時間ゆっくり浸とうさせた。その後、メンブレンを約50mLの蒸留水で3回すすぎ、約50mLのTBST2で1回洗い、TBSで1回洗った後、新しいTBSに浸し、検出に用いた。
ウエスタンブロッティングを行ったメンブレンにECL溶液(Pierece West Pico Chrmiluminescnt substrate)を1mLかけることで発色させ、Fuji LAS4000(富士フイルム株式会社製)で発色したバンドを写真に撮り、その画像データを、ソフトウェア(MultiGauge)を用いて、検出したバンドの明るさやコントラストを編集した。写真撮影後、メンブレンを蒸留水で十分に洗浄した後乾燥させ保存した。
The next day, the membrane was rinsed three times with about 50 mL of distilled water and washed once with about 50 mL of TBST2 (50 mM NaCl, 1 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1% Tween 20). Thereafter, a secondary antibody obtained by diluting anti-rabbit goat serum peroxidase (manufactured by Bio Rad) 5000-fold was added together with 10% of 4% skim milk / TBS and allowed to slowly soak for about 2 hours. Thereafter, the membrane was rinsed three times with about 50 mL of distilled water, washed once with about 50 mL of TBST2, washed once with TBS, immersed in fresh TBS, and used for detection.
A 1 mL of an ECL solution (Pierce West Pico Chrmiluminescent substrate) was applied to the membrane subjected to the Western blotting to develop a color. ) Was used to edit the brightness and contrast of the detected band. After photographing, the membrane was sufficiently washed with distilled water, dried and stored.

次にPCR選抜のための幼植物からのDNA抽出方法について述べる。培地からセルトレイに移植した幼植物の葉身2cm程度をマルチビーズショッカー用のチューブに移し、液体窒素に入れ凍らせてマルチビーズショッカーで粉砕した(SPEED METER:2000rpm、ON TIME:5秒、OFF TIME:0秒、CYCLE:1回)。400μLのDNA抽出buffer(200mM Tris−HCl(pH7.5)、250mM NaCl、25mM EDTA、0.5%SDS)を加えてボルテックスし、15,000rpm、20℃で5分間、遠心分離した。上清300μLを新しい1.5mLチューブに移し、300μLのイソプロピルアルコールを加えよく混合し、15分間静置した。その後、上述のものと同じ条件で遠心分離し、チューブの底に半透明な沈殿があるか確認した後、70%エタノール1mLを加えて攪拌し、遠心分離後、上清を除去した。残った沈殿を減圧乾燥し、氷上で25μLのTE buffer(10mM Tris−HCl(pH 7.5)、1mM EDTA−2Na)を加え懸濁した。その後、実験に用いるまで−30℃で冷凍保存した。   Next, a method for extracting DNA from young plants for PCR selection will be described. About 2 cm of the leaf blade of the young plant transplanted from the medium to the cell tray was transferred to a tube for multi-beads shocker, frozen in liquid nitrogen and crushed with a multi-beads shocker (SPEED METER: 2000 rpm, ON TIME: 5 seconds, OFF TIME). : 0 second, CYCLE: once). 400 μL of a DNA extraction buffer (200 mM Tris-HCl (pH 7.5), 250 mM NaCl, 25 mM EDTA, 0.5% SDS) was added and vortexed, followed by centrifugation at 15,000 rpm at 20 ° C. for 5 minutes. 300 μL of the supernatant was transferred to a new 1.5 mL tube, 300 μL of isopropyl alcohol was added, mixed well, and allowed to stand for 15 minutes. Thereafter, the mixture was centrifuged under the same conditions as described above, and after confirming that there was a translucent precipitate at the bottom of the tube, 1 mL of 70% ethanol was added and stirred, and after centrifugation, the supernatant was removed. The remaining precipitate was dried under reduced pressure, and suspended on ice by adding 25 μL of TE buffer (10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1 mM EDTA-2Na). Thereafter, it was stored frozen at -30 ° C until used in the experiment.

ジャポニカ米のBEI遺伝子(OsBEI遺伝子、非特許文献6)は、14個のエキソンと13個のイントロンから構成されており、BEI欠損変異体であるEM557は、第10エキソンの最後の塩基がグアニンからアデニンへ変異している。また、ジャポニカ米のBEI遺伝子(OsBEIIb遺伝子、非特許文献7)は22個のエキソンと21個のイントロンから構成されており、BEIIb欠損変異体であるEM10は、第9イントロンの最後の塩基がグアニンからアデニンに変異している。これらの一塩基置換を利用して、分子マーカーを開発した。   The BEI gene of Japonica rice (OsBEI gene, Non-patent Document 6) is composed of 14 exons and 13 introns. The BEI-deficient mutant EM557 has the last base of exon 10 from guanine. Mutated to adenine. The BEI gene of Japonica rice (OsBEIIb gene, Non-Patent Document 7) is composed of 22 exons and 21 introns, and EM10, a BEIIb-deficient mutant, has a ninine intron at the last base. Is mutated to adenine. Using these single base substitutions, molecular markers were developed.

EM557の変異を検出するために、BEI−dCAPS−F(5'TCTCTGCAGTCAAGCTCTGCAATTTGTC3')とBEI−ScaI−R(5'GGGCCCATACTAAATTACAATTGCCAGTAC3') プライマーとゲノミックDNAを用いてPCRを行い、PCR産物をScaIで制限酵素処理した。具体的には、Quick Taq HS dye mix(TOYOBO製) 5μL,4μM プライマー 各0.5μLずつ,DNA 1μL,蒸留水3μLを混合し、94℃ 2分×1サイクル、(94℃ 20秒、50℃ 20秒、68℃ 20秒)×38サイクル)でPCRを行った。PCR産物3μL,10×制限酵素Buffer 1μL,ScaI 0.2μL,蒸留水5.8μLを混合し、37℃で30分以上反応させたのち、2μLのLoading dye(36%グリセロール,0.05% BPB,0.035% キシレンサイアノール,30mM EDTA)を添加し、1×TBE,15%アクリルアミドゲルで泳動した。泳動後、エチジウムブロマイドでゲルを染色し、UVトランスイルミネーターで検出すると、BEIに上記EM557の変異がある場合は、173bpと30bpのバンドが2本、変異がない場合は203bpの単一バンドが得られた。   In order to detect a mutation in EM557, BEI-dCAPS-F (5'TCTCTGCAGTCAAGCTCTGCATTGTTCC3 ') and BEI-ScaI-R (5'GGGCCCACTACTAAATTACAATTGCCAGTAC3') PCR was performed with the enzyme using the primers and the genomic DNA, and the PCR was performed with the enzyme PCR product using the PCR product with PCR enzyme Ia. Processed. Specifically, 5 μL of Quick Taq HS dye mix (manufactured by TOYOBO), 4 μM of each primer, 0.5 μL of each primer, 1 μL of DNA, and 3 μL of distilled water were mixed and mixed at 94 ° C. for 2 minutes × 1 cycle, (94 ° C. for 20 seconds, 50 ° C. PCR was performed for 20 seconds at 68 ° C. for 20 seconds × 38 cycles). 3 μL of PCR product, 1 μL of 10 × restriction enzyme buffer, 0.2 μL of ScaI, and 5.8 μL of distilled water were mixed, and reacted at 37 ° C. for 30 minutes or more. , 0.035% xylenecyanol, 30 mM EDTA) and electrophoresed on 1 × TBE, 15% acrylamide gel. After the electrophoresis, the gel was stained with ethidium bromide and detected with a UV transilluminator. When the BEI had the EM557 mutation, two 173 bp and 30 bp bands were present, and when there was no mutation, a single 203 bp band was present. Obtained.

同様に、EM10の変異を検出するために、EM10−NlaIV−F(5'GACTATGCAGGAGAAGTACATATTCAAGC3')とBEI−NlaIV−R2(5'CTGTGAACAACATCCATGAGCAC3')プライマーとゲノミックDNAを用いてPCRを行った(Quick Taq HS dye mix(TAKARA製)5μL,4μM プライマー各0.5μLずつ,DNA 1μL,蒸留水3μLを混合し、94℃2分×1サイクル、(94℃ 30秒、50℃ 45秒、68℃120秒)×35サイクル)。PCR産物3μL,10×制限酵素Buffer 1μL, NlaIV 0.2μL,蒸留水5.8μLを混合し、37℃で30分以上反応させたのち、2μLのLoading dye(36%グリセロール,0.05%BPB,0.035%キシレンサイアノール,30mM EDTA)を添加し、1×TAE,0.8%アガロースゲルで泳動した。エチジウムブロマイドでゲルを染色すると、BEIIbに上記EM10の変異がある場合は、1026bpの単一バンドが、変異が無い場合は577bpと447bpの2本のバンドが得られた。
以上のように、得られるバンドの分子量の違いで、BEI及びBEIIbの欠損を確認した確実な材料を使って分析することが可能となる。
Similarly, in order to detect the mutation of EM10, PCR was performed using EM10-NlaIV-F (5 ′ GACTATGCAGGAGAAGTACATATTCAAGC3 ′) and BEI-NlaIV-R2 (5′CTGTGAACAACCATCCATGAGCAC3 ′) primer and genomic DNA (Quick Taq). Dye mix (manufactured by TAKARA) 5 μL, 4 μM 0.5 μL of each primer, 1 μL of DNA, and 3 μL of distilled water were mixed, 94 ° C. for 2 minutes × 1 cycle, (94 ° C. for 30 seconds, 50 ° C. for 45 seconds, 68 ° C. for 120 seconds) X 35 cycles). 3 μL of PCR product, 1 μL of 10 × restriction enzyme Buffer, 0.2 μL of NlaIV, and 5.8 μL of distilled water were mixed, reacted at 37 ° C. for 30 minutes or more, and then reacted with 2 μL of Loading dye (36% glycerol, 0.05% BPB). , 0.035% xylenecyanol, 30 mM EDTA) and run on a 1 × TAE, 0.8% agarose gel. When the gel was stained with ethidium bromide, a single band of 1026 bp was obtained when BEIIb had the EM10 mutation, and two bands of 577 bp and 447 bp were obtained without BEIIb.
As described above, it is possible to perform analysis using a reliable material in which BEI and BEIIb deficiencies have been confirmed based on the difference in the molecular weight of the obtained band.

(澱粉の精製方法)
澱粉の精製は、冷アルカリ浸せき法(Yamamoto他、Denpun Kagaku 28:241−244(1981))を用いた。
10gの玄米を80%まで精米し、0.1%のNaOHを200mL加えて一晩4℃で放置した。翌日、上清を捨て、乳鉢ですりつぶし、150μmのメッシュに通して、3,000g、4℃で10分間遠心分離した。
沈殿に0.1%のNaOHを600mL加えて氷中で3時間振とうし、一晩4℃で放置した。
翌日、上清を捨て、蒸留水でけん濁し、1Nの酢酸で中和した。さらに、蒸留水で5回洗浄し、乾燥させ、乳鉢で粉体にした。
(Starch purification method)
The starch was purified by a cold alkali soaking method (Yamamoto et al., Denpun Kagaku 28: 241-244 (1981)).
10 g of brown rice was polished to 80%, 200 mL of 0.1% NaOH was added and left overnight at 4 ° C. The next day, the supernatant was discarded, ground in a mortar, passed through a 150 μm mesh, and centrifuged at 3,000 g and 4 ° C. for 10 minutes.
600 mL of 0.1% NaOH was added to the precipitate, shaken in ice for 3 hours, and left overnight at 4 ° C.
The next day, the supernatant was discarded, suspended with distilled water, and neutralized with 1N acetic acid. Further, it was washed five times with distilled water, dried and made into a powder in a mortar.

(澱粉の枝切り及びゲル濾過)
精製した澱粉5mgに蒸留水0.25mLを加えて混合し、2NのNaOHを0.25mL加えて、37℃で2時間糊化させた。
これに蒸留水3.65mLを加え、5NのHClを90μL加えて中和させた。次に、100mMの酢酸緩衝液(pH3.5)を1.5mL加え、P.amyloderamosaイソアミラーゼ(EC3.2.1.68、林原生物化学研究所製)を12.5μL(約875unit)加え、37℃で24時間揺らしながら反応させた。
そして、エタノールを5mL加え、ロータリーエバポレーターで乾固させた。これに蒸留水を0.4mL及び2NのNaOHを0.4mL加えて、4℃で30分間糊化させ、5μmのフィルターで濾過した後、ろ液をゲル濾過カラムにアプライした。
(Starch branching and gel filtration)
To 5 mg of the purified starch, 0.25 mL of distilled water was added and mixed, 0.25 mL of 2N NaOH was added, and gelatinization was performed at 37 ° C. for 2 hours.
To this was added 3.65 mL of distilled water, and 90 μL of 5N HCl was added to neutralize. Next, 1.5 mL of 100 mM acetate buffer (pH 3.5) was added. 12.5 μL (about 875 units) of amyloderamosa isoamylase (EC 3.2.168, manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratory) was added, and the mixture was reacted while shaking at 37 ° C. for 24 hours.
Then, 5 mL of ethanol was added, and the mixture was dried by a rotary evaporator. 0.4 mL of distilled water and 0.4 mL of 2N NaOH were added thereto, gelatinized at 4 ° C. for 30 minutes, filtered through a 5 μm filter, and the filtrate was applied to a gel filtration column.

使用したカラムは、TSKgel toyopearl HW55S(300×20mm)1本にTSKgel toyopearl HW50S(300×20mm)3本(両カラムとも、TOSOH社製)を直列に接続したものであり、溶離液は0.2%のNaCl/0.05NのNaOHを用いた。試験管1本あたり3mLずつ分取し、68本に分画し、各フラクションの澱粉ヨウ素複合体のλmaxを求めた。糖量は、カラムに接続したRIディテクター(RI8020、TOSOH社製)で検出した。   The column used was one in which one TSKgel toyopearl HW55S (300 × 20 mm) and three TSKgel toyopearl HW50S (300 × 20 mm) (both columns were manufactured by TOSOH) were connected in series. % NaCl / 0.05N NaOH was used. 3 mL was collected per test tube and fractionated into 68 tubes, and the λmax of the starch-iodine complex of each fraction was determined. The sugar amount was detected with an RI detector (RI8020, manufactured by TOSOH) connected to the column.

(鎖長分布解析)
鎖長分布解析において、試料は、完熟種子1粒から外内穎及び胚を取り除き、ペンチで胚乳を粉砕した後、エッペンドルフチューブ内でプラスチック製ホモジナイザー(グライナー社製)を用いてさらに磨砕した粉末を用いた。
各々に5mLのメタノールを加え、10分間煮沸した。次に、2、500xgで10分間遠心分離し、上清を除去し、90%のメタノールを5mL加え2度洗浄した。
さらに、沈殿に5Nの水酸化ナトリウムを15μL加え、5分間煮沸して澱粉を糊化させた。
その糊化液を氷酢酸9.6μLで中和した後、蒸留水を1089μL、0.6Mの酢酸緩衝液(pH4.4)を100μL、2%のアジ化ナトリウムを15μL、P.amyloderamosaイソアミラーゼ(EC3.2.1.68、林原生物化学研究所製)を2μL(約210unit)加え、スターラーバーで撹拌しながら37℃で8時間以上反応した。
次に、イソアミラーゼを2μL追加して8時間以上反応した後、常温で10,000xgで遠心分離し、上清を脱イオンカラム(AG501−X8(D)、Bio−Rad社製)で濾過した。
試料中の糖含量5〜10nmol相当の還元末端をもつα−グルカン鎖を遠心濃縮機で乾燥させ、1−アミノピレン−3,6,8−三硫酸塩(APTS)溶液(2.5%のAPTS、15%の酢酸)を2μL、シアン化ホウ素ナトリウム溶液(1Mのシアン化ホウ素ナトリウム、100%のテトラヒドロフラン)を2μL添加し、55℃で90分間反応させた。
分析時には12.5倍に蒸留水で希釈して用いた。鎖長分布解析は、キャピラリー電気泳動装置(P/ACE MDQ、AB Sciex社製)を用いて行った。
グルコース重合度(DP)3以上の各ピーク面積を数値化し、DP60までのピーク面積の合計を100%としたときの各DPの割合(Mole%)を算出した。
(Chain length distribution analysis)
In the chain length distribution analysis, the sample was a powder obtained by removing the outer and inner lamina and embryo from one ripe seed, crushing the endosperm with pliers, and further grinding using a plastic homogenizer (manufactured by Greiner) in an Eppendorf tube. Was used.
5 mL of methanol was added to each, and the mixture was boiled for 10 minutes. Next, the mixture was centrifuged at 2,500 × g for 10 minutes, the supernatant was removed, and 5 mL of 90% methanol was added and washed twice.
Further, 15 μL of 5N sodium hydroxide was added to the precipitate, and the mixture was boiled for 5 minutes to gelatinize the starch.
After neutralizing the gelatinized solution with 9.6 μL of glacial acetic acid, 1089 μL of distilled water, 100 μL of 0.6 M acetate buffer (pH 4.4), 15 μL of 2% sodium azide, P.P. 2 μL (about 210 units) of amyloderamosa isoamylase (EC 3.2.168, manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratory) was added, and the mixture was reacted at 37 ° C. for 8 hours or more while stirring with a stir bar.
Next, after adding 2 μL of isoamylase and reacting for 8 hours or more, the mixture was centrifuged at 10,000 × g at room temperature, and the supernatant was filtered through a deionization column (AG501-X8 (D), manufactured by Bio-Rad). .
An α-glucan chain having a reducing end corresponding to a sugar content of 5 to 10 nmol in a sample is dried by a centrifugal concentrator, and a 1-aminopyrene-3,6,8-trisulfate (APTS) solution (2.5% APTS) , 15% acetic acid) and 2 μL of a sodium borohydride solution (1 M sodium borohydride, 100% tetrahydrofuran) were added, and reacted at 55 ° C. for 90 minutes.
At the time of analysis, it was used after diluting 12.5 times with distilled water. The chain length distribution analysis was performed using a capillary electrophoresis apparatus (P / ACE MDQ, manufactured by AB Sciex).
Each peak area having a glucose polymerization degree (DP) of 3 or more was quantified, and the ratio (Mole%) of each DP when the sum of the peak areas up to DP60 was 100% was calculated.

(示差走査熱量測定器DSC(Differential Scanning Calorimetry)による糊化温度の測定)
105℃で2時間乾燥させた澱粉、約3mgに蒸留水9μLを加えて混合し、昇温速度3℃/分で5℃から100℃までの温度変化させたときの示差走査熱量をDSC6100(セイコーインスツル株式会社製)で測定した。
その後、同機種のアプリケーションソフトを用いて、糊化開始温度、糊化ピーク温度、糊化終了温度、及び糊化熱量を算出した。
(Measurement of gelatinization temperature by differential scanning calorimeter DSC (Differential Scanning Calorimetry))
9 μL of distilled water was added to about 3 mg of starch dried at 105 ° C. for 2 hours, mixed, and the differential scanning calorie when the temperature was changed from 5 ° C. to 100 ° C. at a rate of 3 ° C./min. Instrument Co., Ltd.).
Thereafter, the gelatinization start temperature, the gelatinization peak temperature, the gelatinization end temperature, and the gelatinization heat amount were calculated using the same type of application software.

(難消化性澱粉含有率の測定)
まず、すり潰さない炊飯米の難消化性澱粉含有率の測定における炊飯方法について述べる。15mLフタ付き遠沈管に約100mgの精米(5〜8粒)を秤量し、パスツールピペットを用いて遠沈管内でサンプルを2回水洗した。遠沈管内の水分が精米重量の1.5倍±0.3mgの水量になるように蒸留水を加えた。すなわち、遠沈管内の全重量が精米の2.5倍になるようにした。遠沈管側面に付いた水を遠心分離機にかけて落とした。5合炊き炊飯器の炊飯釜に約250mLの水道水を入れ、マイクロチューブスタンドとガラスシャーレ(直径12cm)を置き、その上にサンプルの入った15mL遠沈管をななめに置いて5合炊き炊飯器で炊飯した。
次に、すり潰さない炊飯米の難消化性澱粉含有率の測定における炊飯方法について述べる。15mLフタ付き遠沈管に約1gの精米を秤量し、上記と同様の方法で、加水量1.5倍になるように加水し、炊飯した。炊飯した精米を乳鉢ですり潰し、250mg秤量して難消化性澱粉含有率の定量に用いた。
玄米粉の難消化性澱粉含有率の測定の際は、玄米をペンチと乳鉢で粉砕し、それらを約100mg測り取り、以下の方法で難消化性澱粉含有率の測定を行った。
(Measurement of resistant starch content)
First, a rice cooking method in measuring the resistant starch content of cooked rice that is not ground is described. About 100 mg of polished rice (5 to 8 grains) was weighed in a centrifuge tube with a 15 mL lid, and the sample was washed twice with centrifuge tube using a Pasteur pipette. Distilled water was added so that the water content in the centrifuge tube was 1.5 times the weight of the polished rice ± 0.3 mg. That is, the total weight in the centrifuge tube was set to be 2.5 times that of the milled rice. The water on the side of the centrifuge tube was centrifuged and dropped. Put about 250 mL of tap water into the rice cooker of a 5-cook rice cooker, place a micro tube stand and a glass petri dish (diameter 12 cm), and place a 15-mL centrifuge tube containing the sample on top of it, and place it on the 5-cook rice cooker. And cooked.
Next, a rice cooking method for measuring the indigestible starch content of cooked rice that is not ground will be described. About 1 g of milled rice was weighed into a centrifuge tube with a 15 mL lid, and water was added in a manner similar to that described above so that the amount of water became 1.5 times, followed by rice cooking. The cooked rice was ground in a mortar, weighed 250 mg, and used to determine the content of resistant starch.
When measuring the content of resistant starch in brown rice flour, brown rice was crushed with pliers and a mortar, and about 100 mg thereof was measured and the content of resistant starch was measured by the following method.

難消化性澱粉含有率は、RS assay Kit(メガザイム社製。以下、「RS測定キット」という。)により測定した。
RS測定キットの測定用のパンクレアチンα−アミラーゼ(10mg/mL)+アミログルコシターゼ(3U/mL)は以下の通り作成した。50mL遠沈管に0.1Mマレート・ナトリウム・バッファー(pH 6.0)50mLと、RS測定キットに付属のブタ膵臓α−アミラーゼ0.5gを溶かし、氷上で5分間振とう機で撹拌した。300U(unit)/mLに希釈したアミログルコシターゼ(AMG)溶液0.5mLを加え撹拌し3,000rpm、25℃、10分遠心分離し、上清を新しい50mL遠沈管に移した。この試薬は必要分等倍に変化させ、その都度作成した。
The indigestible starch content was measured by RS assay Kit (manufactured by Megazyme Co., Ltd .; hereinafter, referred to as “RS measurement kit”).
Pancreatin α-amylase (10 mg / mL) + amyloglucosidase (3 U / mL) for measurement using the RS measurement kit was prepared as follows. In a 50 mL centrifuge tube, 50 mL of 0.1 M malate sodium buffer (pH 6.0) and 0.5 g of porcine pancreatic α-amylase attached to the RS measurement kit were dissolved, and the mixture was stirred on ice with a shaker for 5 minutes. Amyloglucosidase (AMG) solution (0.5 mL) diluted to 300 U (unit) / mL was added, stirred, centrifuged at 3,000 rpm, 25 ° C. for 10 minutes, and the supernatant was transferred to a new 50 mL centrifuge tube. This reagent was changed to the required amount in the same size and was prepared each time.

このように準備したパンクレアチンα−アミラーゼ(10mg/mL)+AMG(3U/mL)4mLを各炊飯米に加え、恒温振とう機(MH−10,TAITEC社製)を用いて164rpm、37℃で16時間、激しく振とうさせた。100%エタノール4mLを加えて撹拌し、3,000rpm、25℃、10分間で遠心分離し、50mL遠沈管に、すばやく上清を回収した。沈殿物に50%エタノールを2mL入れて撹拌した後、再度50%エタノールを8mL加え、全体量を10mLにし、撹拌した。3,000rpm、25℃、10分間で遠心分離して、上記の50mL遠沈管にすばやく上清を移した。この作業をもう一度行い、沈殿(この中に含まれる難消化性澱粉をrsとする)と上清(この中に含まれる可溶化した澱粉量をnon−rsとする)を分離した。なお、この一連の操作の際に用いた遠心分離機は(Allegra X−30R、BECKMAN社製)であり、スイングローター(SX4400)のバケットを用いた。   4 mL of pancreatin α-amylase (10 mg / mL) + AMG (3 U / mL) thus prepared is added to each cooked rice, and the mixture is heated at 164 rpm and 37 ° C. using a constant temperature shaker (MH-10, manufactured by TAITEC). Shake vigorously for 16 hours. 4 mL of 100% ethanol was added and stirred, and the mixture was centrifuged at 3,000 rpm, 25 ° C. for 10 minutes, and the supernatant was quickly collected in a 50 mL centrifuge tube. After 2 mL of 50% ethanol was added to the precipitate and stirred, 8 mL of 50% ethanol was added again to make the total amount 10 mL, and the mixture was stirred. After centrifugation at 3,000 rpm at 25 ° C. for 10 minutes, the supernatant was quickly transferred to the above 50 mL centrifuge tube. This operation was performed once again, and the precipitate (the indigestible starch contained therein was designated as rs) and the supernatant (the amount of solubilized starch contained therein was designated as non-rs) were separated. The centrifuge used in this series of operations was (Allegra X-30R, manufactured by BECKMAN), and a bucket of a swing rotor (SX4400) was used.

沈殿に残っている上清をピペットでできるだけ取り除き、15mL遠沈管に入っているrsをプラスチックペッスルで潰しながら、2mLの2M KOHを加えた。スターラーバーを入れ、氷中で20分撹拌した。1.2M酢酸バッファー(pH3.8)を8mL、AMG(3300U/mL)を0.1mL加えて、rsをグルコースまで分解させた。5分に1回ボルテックスで撹拌しながら、50℃で30分加熱し、4,500rpm、25℃、10分間で遠心分離した。
グルコースまで分解されたrsは遠沈管の目盛11mL、non−rsは目盛30mLまで、蒸留水でメスアップした。rsは難消化性澱粉が高いサンプル(難消化性澱粉が15%を超えるもの)及び、non−rsは0.1M酢酸ナトリウムバッファー(pH4.5)で10倍希釈した。各溶解液及び希釈液10μLとグルコース測定試薬(GOPOD溶液)150μLとをそれぞれ2ホールずつ96穴のマイクロプレートの各穴にアプライした。また、別の穴に、検量線作成のためのグルコース溶液標準液(mg/mL)、その上から、0.1M酢酸ナトリウムバッファー(pH4.5)、グルコース測定試薬(GOPOD溶液)をアプライした。マイクロプレートシートでふたをし、ハイブリオーブン(TAITEC HB−80)で50℃、20分間反応させた。反応後、マイクロプレートリーダーを用いて、510nmの吸光度を測定した。
グルコース溶液の測定値から検量線を引き、各サンプルのグルコース濃度(μg/μL)を求め、100mg精米中のrs及びnon−rs量を算出した。難消化性澱粉含有率を示す難消化性澱粉含有率(%)は以下の式(1)により算出した。

難消化性澱粉含有率(%)=rs(mg)/[rs(mg)+non−rs(mg)]……式(1)
The supernatant remaining in the precipitate was removed as much as possible with a pipette, and 2 mL of 2M KOH was added while rs in the 15 mL centrifuge tube was crushed with a plastic pestle. A stir bar was added and the mixture was stirred in ice for 20 minutes. 8 mL of a 1.2 M acetate buffer (pH 3.8) and 0.1 mL of AMG (3300 U / mL) were added to decompose rs to glucose. The mixture was heated at 50 ° C. for 30 minutes while being vortexed once every 5 minutes, and centrifuged at 4,500 rpm at 25 ° C. for 10 minutes.
The rs degraded to glucose was adjusted to 11 mL on the centrifuge tube, and the non-rs was scaled up to 30 mL for non-rs with distilled water. rs was a sample high in indigestible starch (more than 15% indigestible starch), and non-rs was diluted 10-fold with 0.1 M sodium acetate buffer (pH 4.5). 10 μL of each lysis solution and diluent and 150 μL of a glucose measurement reagent (GOPOD solution) were applied to each of two holes of a 96-well microplate. In another hole, a glucose solution standard solution (mg / mL) for preparing a calibration curve, and a 0.1 M sodium acetate buffer (pH 4.5) and a glucose measurement reagent (GOPOD solution) were applied thereon. The plate was covered with a microplate sheet and reacted at 50 ° C. for 20 minutes in a hybridization oven (TAITEC HB-80). After the reaction, the absorbance at 510 nm was measured using a microplate reader.
A calibration curve was drawn from the measured value of the glucose solution, the glucose concentration (μg / μL) of each sample was determined, and the rs and non-rs amounts in 100 mg milled rice were calculated. The resistant starch content (%) indicating the resistant starch content was calculated by the following equation (1).

Indigestible starch content (%) = rs (mg) / [rs (mg) + non-rs (mg)] Formula (1)

〔結果〕
まず、図1を参照して、be1/be2b(#1403)及びそれらの親変異体(EM557及びEM10)と野生型(台中65号と金南風)の完熟胚乳から抽出したタンパク質のウエスタンブロッティングの結果について説明する。
なお、EM557及びEM10は、胚の突然変異源であるMNU(N−methyl−N−nitrosourea、メタンニトロソウレア)処理を用いて選抜した。MNU処理は、文献(非特許文献6及びYano,M., Okuno, K., Kawakami, J., Satoh, H. and Omura, T. (1985) High amylose mutants of rice, Oryza sativa L. Theor Appl Genet 69: 253−257.)に記載された方法に従って行った。
また、EM557の親系統は台中65号、EM10の親系統は金南風である。
〔result〕
First, referring to FIG. 1, Western blotting of proteins extracted from be1 / be2b (# 1403) and their parent mutants (EM557 and EM10) and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style) mature endosperm. The results will be described.
In addition, EM557 and EM10 were selected using MNU (N-methyl-N-nitrosourea, methanenitrosourea) treatment which is a mutagen of the embryo. The MNU process is described in the literature (Non-Patent Document 6 and Yano, M., Okuno, K., Kawakami, J., Satoh, H. and Omura, T. (1985) High amylose mutuals license. Genet 69: 253-257.).
The parent system of EM557 is Taichung No. 65, and the parent system of EM10 is Kinnan style.

具体的には、本実施例のイネ変異体は、be1/be2b(#1403)及びそれらの親変異体(EM557及びEM10)と野生型(台中65号と金南風)である。選抜により得られたF3種子が、望みの遺伝子型をホモに持つかを確認するため、ウエスタンブロッティングでBEI及びBEIIbのタンパク質バンドを検出した。   Specifically, the rice mutants of this example are be1 / be2b (# 1403) and their parent mutants (EM557 and EM10) and wild type (Taichung 65 and Kinnan style). BEI and BEIIb protein bands were detected by Western blotting to confirm whether the F3 seeds obtained by the selection had homozygous desired genotypes.

図1(a)の写真は、#1403のF3種子及び親変異体及び野生型の種子各1粒から、ウレア緩衝液(8M Urea,125mM Tris−HCL,pH6.8,4%SDS, 5% 2−メルカプトエタノール)を用いて抽出したタンパク質をSDS−PAGEで分離し、BEI抗体で検出を行ったウエスタンブロッティングの検出結果を示す。図1(b)の写真は、BEIIb抗体で検出した結果を示す。各レーンは、左から、#1403の異なる種子(6粒)、be1(EM557)、be2b(EM10)、金南風及び台中65号の種子1粒から抽出したタンパク質を示す。
#1403のタンパク質を抽出したウエスタンブロッティングにおいては、いずれの種子でもBEI及びBEIIbバンドが欠損していた。
The photograph in FIG. 1 (a) shows the urea buffer solution (8M Urea, 125 mM Tris-HCL, pH 6.8, 4% SDS, 5%) from # 1403 F3 seed and one parent mutant and one wild type seed. 2 shows the results of Western blotting in which proteins extracted using (2-mercaptoethanol) were separated by SDS-PAGE and detected with a BEI antibody. The photograph in FIG. 1 (b) shows the result of detection with the BEIIb antibody. Each lane shows, from the left, proteins extracted from different seeds of # 1403 (six grains), be1 (EM557), be2b (EM10), Kinnanfu and Taichung 65 seed.
In the western blotting in which the protein of # 1403 was extracted, BEI and BEIIb bands were missing in all the seeds.

次に、図2において、BEI及びBEIIbの欠損を確認するための分子マーカーを用いたPCR増幅後の制限酵素せん断したDNAバンドパターンを示す。BEI遺伝子が欠損しているときは、173bpと30bpのバンドが、正常な場合は、203bpのバンドが検出される。同様に、BEIIb遺伝子が欠損しているときは、1026bpのバンドが、正常な場合は、577bpと447bpの2本のバンドが検出される。#1403の異なる6個体由来のDNAでは、BEIにおいては、173bpと30bpの2本のバンド、BEIIb遺伝子においては、1026bpのバンドが得られたことから、BEI及びBEIIb遺伝子が欠損していることが証明された。   Next, FIG. 2 shows a DNA band pattern obtained by shearing a restriction enzyme after PCR amplification using a molecular marker for confirming deletion of BEI and BEIIb. When the BEI gene is deficient, 173 bp and 30 bp bands are detected, and when normal, a 203 bp band is detected. Similarly, when the BEIIb gene is deficient, a band of 1026 bp is detected, and when normal, two bands of 577 bp and 447 bp are detected. In the DNAs derived from 6 different individuals of # 1403, two bands of 173 bp and 30 bp were obtained in BEI, and a band of 1026 bp was obtained in BEIIb gene, indicating that the BEI and BEIIb genes are deficient. Proven.

次に、図3を参照して、be1/be2b二重変異体米及び、それらの親変異体(EM557及びEM10)と野生型(台中65号と金南風)の各クローンの完熟玄米の形態について説明する。
各クローンにおいて、左図は完熟玄米の下から光を当てて撮影した写真、右図は完熟玄米の上から光を当てて撮影した写真である。be1親変異体の種子は、野生型とほとんど変化が無かったが、be2bのクローンであるEM10の種子は白濁し、野生型(日本晴)より小さかった。
これに対して、be1/be2bのクローンである#1403の種子は、be2bのEM10と同様、玄米全体が白く濁る「白濁」の形態を示した。これに加え、#1403の種子の大きさは、EM10と比べて大きかった。
Next, referring to FIG. 3, the form of fully-ripened brown rice of be1 / be2b double mutant rice, and clones of their parent mutants (EM557 and EM10) and wild type (Taichung 65 and Kinnan style) Will be described.
In each clone, the left figure is a photograph taken with light from below the ripe brown rice, and the right figure is a photograph taken with light from above the ripe brown rice. The seeds of the be1 parent mutant were almost the same as those of the wild type, but the seeds of EM10, a clone of be2b, were cloudy and smaller than the wild type (Nipponbare).
On the other hand, the seed of # 1403, which is a clone of be1 / be2b, showed a form of "white turbidity", in which the whole brown rice was white and turbid, like EM10 of be2b. In addition, the size of the seed of # 1403 was larger than that of EM10.

また、図3は、be1/be2b(#1403)、それらの親変異体(EM557及びEM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)の玄米1粒重(mg)を測定したデータも示している。図3において、測定のn=50であり、玄米重量(mg)は平均±標準誤差、相対値は日本晴を100としたときの値を、それぞれ示す。
このように、be2bのクローンであるEM10は、野生型の56.9%の種子重量であった。
また、be1/be2bのクローンである#1403の玄米重量は野生型(金南風)の62.6%と、親系統のEM10より有意に大きく、玄米重量のさらなる減少は見られなかった。
FIG. 3 also shows data obtained by measuring one grain weight (mg) of be1 / be2b (# 1403), their parent mutants (EM557 and EM10), and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style) brown rice. Is shown. In FIG. 3, n = 50 in the measurement, the weight (mg) of brown rice is the mean ± standard error, and the relative value is the value when Nipponbare is 100.
Thus, EM10, a clone of be2b, had a 56.9% seed weight of the wild type.
In addition, the weight of brown rice of # 1403, which is a be1 / be2b clone, was 62.6% of that of the wild type (Kinan style), which was significantly larger than that of the parent line EM10, and no further decrease in the weight of brown rice was observed.

次に、図4を参照して、アミロペクチンの鎖長分布について説明する。
図4は、be1/be2b(#1403)、それらの親変異体(EM557及びEM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)の完熟胚乳のアミロペクチンの鎖長分布を示すグラフである。図4において、横軸は、DP(degree of polymerization)は、グルコースの重合度を示す値である。縦軸は、Molar(%)を示す。
BEIIbの単一変異体のクローンであるEM10は、DP≦14の短鎖が野生型と比べて激減し、その代わりDP≧15の長鎖が増加していた。
また、be1/be2bのクローン#1403は、EM10のパターンに類似してDP6〜14の短鎖の減少が大きいのが特徴であった。しかしながら、DP10〜19の減少の程度はEM10より増加しており、DP20以上の長鎖は、EM10より増加していた。
以上のように、#1403のアミロペクチンの鎖長分布パターンは、EM10を野生型と比較した場合よりも、短鎖が減少し長鎖が増加する、より長鎖が多くなる特徴を示した。
Next, the chain length distribution of amylopectin will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a graph showing the chain length distribution of amylopectin in be1 / be2b (# 1403), their parent mutants (EM557 and EM10), and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style) ripe endosperm. In FIG. 4, the horizontal axis is DP (degree of polymerization), which is a value indicating the degree of polymerization of glucose. The vertical axis indicates Molecular (%).
In EM10, a clone of a single mutant of BEIIb, the short chain with DP ≦ 14 was drastically reduced compared to the wild type, and the long chain with DP ≧ 15 was increased instead.
In addition, clone # 1403 of be1 / be2b was characterized by a large decrease in the short chain of DP6-14 similar to the pattern of EM10. However, the degree of reduction of DP10-19 was higher than EM10, and long chains of DP20 and higher were higher than EM10.
As described above, the chain length distribution pattern of amylopectin # 1403 showed a feature that the number of short chains decreased and the number of long chains increased, and the number of long chains increased more than when EM10 was compared with the wild type.

次に、下記の表1を参照して、ゲル濾過法による澱粉構造解析について説明する。   Next, the starch structure analysis by the gel filtration method will be described with reference to Table 1 below.

Figure 2020014401
Figure 2020014401

表1において、測定のn=3、エラーバーは標準誤差を示す。
澱粉を枝切りしたもののゲル濾過パターンは、3つのピークにわかれ、最も速く検出されるピーク(Fraction I)が見かけのアミロース、2番目に検出されるピーク(Fraction II)がクラスターを連結するB2鎖より長いアミロペクチンの長鎖、3番目に検出されるピーク(Fraction III)がアミロペクチンのクラスター内の短鎖である。表1は、それぞれbe1/be2b(#1403)、それらの親変異体(EM557及びEM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)のゲル濾過パターンから数値化したFr.I〜IIIの各フラクションの割合とFr. IIIのIIに対する割合を示す。
In Table 1, n = 3 of the measurement, and the error bar indicates the standard error.
The gel filtration pattern of the debranched starch is divided into three peaks, the earliest detected peak (Fraction I) is apparent amylose, and the second detected peak (Fraction II) is a B2 chain linking the cluster. The longer long chain of amylopectin, the third peak detected (Fraction III) is the short chain in the cluster of amylopectin. Table 1 shows Fr. quantified from the gel filtration patterns of be1 / be2b (# 1403), their parent mutants (EM557 and EM10), and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style), respectively. Fractions I to III and Fr. The ratio of III to II is shown.

be1は、枝切りした澱粉のゲル濾過の結果、見かけのアミロース含量が野生型と同等であった。be2bは、見かけのアミロース含量が野生型に比べて約1.5倍高い(非特許文献19)。本実施例の実験結果においても、金南風の見かけのアミロース含量は20.6%であるのに対し、be2bのクローンEM10は26.5%と約1.3倍の値を示した。
これに対して、be1/be2bのアミロース含量は51.7%と、be2bのクローンEM10よりも更に約2.0倍高かった。また、be2bでは、短鎖の割合であるIII/II値が1.0と非常に小さいことから、アミロペクチンの長鎖の割合が非常に大きかった。be1/be2bは、この値が0.5であり、さらにアミロペクチンの長鎖の割合が高かった。
As for be1, the apparent amylose content was equivalent to that of the wild type as a result of gel filtration of the debranched starch. be2b has an apparent amylose content about 1.5 times higher than that of the wild type (Non-Patent Document 19). Also in the experimental results of this example, the apparent amylose content of the Kinnan style was 20.6%, while the clone EM10 of be2b showed a value of about 1.3 times, 26.5%.
In contrast, the amylose content of be1 / be2b was 51.7%, about 2.0 times higher than the be2b clone EM10. In be2b, the ratio of long chains of amylopectin was very large because the III / II value, which is the ratio of short chains, was very small at 1.0. The value of be1 / be2b was 0.5, and the ratio of long chains of amylopectin was high.

以上のことから、be1/be2bは、be2bよりアミロペクチンの長鎖の割合が高いうえ、アミロース含量がbe2bより格段に高い値を示す、ということが明らかとなった。
これにより、アミロペクチンの長鎖とアミロース含量が高い澱粉においては難消化性澱粉の割合が多い傾向があり、be1/be2bにおいても、澱粉の難消化性澱粉は非常に高くなることが分かる。このため、ダイエット素材を中心とした食品加工分野や添加剤及び工業資材として特徴的な製品を製造できると考えられる。
From the above, it was revealed that be1 / be2b has a higher ratio of amylopectin long chain than be2b, and also shows that the amylose content is much higher than that of be2b.
This indicates that starch having a long chain and high amylose content of amylopectin tends to have a high proportion of indigestible starch, and that be1 / be2b has a very high percentage of indigestible starch. For this reason, it is thought that a characteristic product can be manufactured as a food processing field, an additive, and an industrial material centering on a diet material.

次に、下記の表2を参照して、be1/be2bの澱粉の糊化温度について説明する。   Next, the gelatinization temperature of be1 / be2b starch will be described with reference to Table 2 below.

Figure 2020014401
Figure 2020014401

表2は、be1/be2b(#1403)、それらの親変異体(EM557及びEM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)の胚乳澱粉の糊化温度及び糊化熱量を示す表である。
具体的には、be1/be2b(#1403)、それらの親変異体(EM557及びEM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)の各澱粉糊試料の糊化開始温度、糊化ピーク温度、糊化終了温度、糊化熱量を示差走査熱量分析器(DSC)で測定した結果を示す。
EM10の糊化ピーク温度は金南風より約16℃高かった。#1403は、EM10よりさらに7.5℃高く、測定した澱粉の中では最も高い糊化温度を示した。一方、#1403の糊化熱量は、測定した澱粉の中で最も低い値を示した。上記の糊化の際に得られる吸熱反応は、アミロペクチンに由来しており、アミロース含量が極端に高い#1403は、アミロペクチンが少ないため、糊化熱量も低かったものと考えられる。
Table 2 shows the gelatinization temperature and calorific value of the endosperm starch of be1 / be2b (# 1403), their parent mutants (EM557 and EM10), and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style) endosperm starch. is there.
Specifically, gelatinization start temperature and gelatinization peak of each starch paste sample of be1 / be2b (# 1403), their parent mutants (EM557 and EM10), and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style) The results obtained by measuring the temperature, the gelatinization end temperature, and the gelatinization heat with a differential scanning calorimeter (DSC) are shown.
The gelatinization peak temperature of EM10 was about 16 ° C. higher than the Kinnan style. # 1403 was 7.5 ° C. higher than EM10 and showed the highest gelatinization temperature among the starches measured. On the other hand, the heat of gelatinization of # 1403 showed the lowest value among the measured starches. The endothermic reaction obtained at the time of the above gelatinization is derived from amylopectin, and # 1403 having an extremely high amylose content is considered to have a low amount of gelatinization due to a small amount of amylopectin.

次に、表3を参照して、be1/be2bの澱粉の難消化性澱粉含有率について説明する。   Next, the starch / digestible starch content of be1 / be2b will be described with reference to Table 3.

Figure 2020014401
Figure 2020014401

表3は、be1/be2b(#1403)、それらの親変異体(EM557及びEM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)に加え、比較対象として高難消化性澱粉米系統である3系統(高RS米系統A〜C)の精米の炊飯米及び玄米粉の難消化性澱粉量を示す表である。表3において、数値は平均±標準誤差(N=3)を示す。
具体的には、be1/be2b(#1403)、それらの親変異体(EM557及びEM10)、及び野生型(台中65号及び金南風)に加え、高RS米系統A〜Cの精米を1.5倍の加水量で炊飯し、すり潰していない炊飯米の難消化性澱粉含有率、乳鉢ですり潰した炊飯米及び加熱していない玄米粉をRS測定キットで測定した結果を示す。
Table 3 shows, in addition to be1 / be2b (# 1403), their parent mutants (EM557 and EM10), and wild-type (Taichung 65 and Kinnan style), a highly resistant starch rice line as a control. It is a table | surface which shows the indigestible starch amount of the cooked rice of brown rice, and the brown rice flour of three lines (high RS rice lines A-C). In Table 3, numerical values indicate mean ± standard error (N = 3).
Specifically, in addition to be1 / be2b (# 1403), their parent mutants (EM557 and EM10), and wild type (Taichung No. 65 and Kinnan style), one milled rice of high RS rice lines A to C was used. The results of measuring the indigestible starch content of cooked rice that was cooked with a water content of 0.5 times and not ground and the cooked rice that was ground in a mortar and brown rice powder that was not heated using an RS measurement kit are shown.

ここで、高RS米系統Aは、BEIIb活性が低下し、スターチシンターゼIIIa活性も低下した難消化性澱粉含有率が高い株である#4019(特許文献5)を用いた。#4019は、超多収米である秋田63号と戻し交配を行うことで、種子重が元の1.5倍に増大したものである(非特許文献19)。
高RS米系統Bは、EM10を親系統として、アミロース含量が0%のモチ米の変異体と交配により作成した二重変異体である(特許文献6)。このモチ米と交配した二重変異体は、アミロースを含まないにもかかわらず、EM10のアミロペクチンの平均鎖長が極端に長いという性質に由来する難消化性澱粉を備えている。なお、高RS米系統Bは、品種改良がおこなわれていないため、種子は非常に小さく、収量が上がらないため、実用性が非常に低い。
高RS米系統Cは、BEIIb活性が低下したbe2bの株の一例であるEM129を多収品種と戻し交配して品種登録申請された、ちくし粉85号である(非特許文献22)。この高RS米系統Cは、血糖値上昇抑制作用が示され、EM10と比べると多収である。
Here, the high RS rice strain A used # 4019 (Patent Document 5), which is a strain with a high indigestible starch content in which BEIIb activity is reduced and starch synthase IIIa activity is also reduced. In # 4019, the seed weight was increased 1.5 times the original weight by backcrossing with Akita 63, which is a super-high-yield rice (Non-Patent Document 19).
The high RS rice strain B is a double mutant prepared by crossing with a mutant of waxy rice having an amylose content of 0% using EM10 as a parent line (Patent Document 6). This double mutant crossed with waxy rice has resistant starch derived from the property that the average chain length of amylopectin of EM10 is extremely long despite not containing amylose. The high RS rice line B is not very practical because the seeds are very small and the yield does not increase because the variety is not improved.
The high RS rice strain C is Chikushikoi No. 85, which has been submitted for variety registration by backcrossing EM129, which is an example of a be2b strain with reduced BEIIb activity, to a high-yielding variety (Non-Patent Document 22). This high RS rice strain C is shown to have an action of suppressing an increase in blood sugar level, and is higher in yield than EM10.

結果として、高RS米系統Aの系統のすり潰さない炊飯米の難消化性澱粉含有率は15.8%、すり潰した炊飯米の難消化性澱粉含有率は8.0%、玄米粉の難消化性澱粉含有率は4.7%といずれも親系統のEM10より低い値を示した。
高RS米系統Bは、アミロースが含まれず、玄米粉の難消化性澱粉含有率は30.2%と高いにもかかわらずすり潰した炊飯米では、EM10と比べると、難消化性澱粉含有率が比較的少なかった。
高RS米系統Cの難消化性澱粉含有率は、玄米粉では、11.2%とEM10と同等の値を示すものの、炊飯米の難消化性澱粉含有率はEM10よりはるかに低くなっていた。
As a result, the non-milled cooked rice of the high RS rice strain A line has an indigestible starch content of 15.8%, the milled cooked rice has an indigestible starch content of 8.0%, and brown rice flour has a low starch content. The digestible starch content was 4.7%, which was lower than the parent strain EM10.
High RS rice strain B does not contain amylose, and although the indigestible starch content of brown rice flour is as high as 30.2%, the content of indigestible starch is higher in crushed cooked rice compared to EM10. Relatively few.
The high RS rice strain C had an indigestible starch content of 11.2% for brown rice flour, which was equivalent to EM10, but the indigestible starch content of cooked rice was much lower than EM10. .

ここで、すり潰さない炊飯米の難消化性澱粉含有率は、精米度合いによってその数値が左右される。すなわち、種子が小さく、しわが寄ったEM10、#1403、高RS系統Bは、精米した際、果皮が多く残っているので、それ以外の系統より難消化性澱粉含有率が高い値が出る傾向にある。一方、すり潰した炊飯米は、果皮が残っていたとしてもすり潰すことで胚乳の内部が露出するため、精米度合いには左右されにくい。すり潰さない炊飯米において、#1403の難消化性澱粉含有率は76.2%と、いずれの系統よりも格段に高い値を示した。   Here, the value of the resistant starch content of the cooked rice that is not ground depends on the degree of rice polishing. In other words, wrinkled EM10, # 1403, and high RS strain B, which have small seeds and are wrinkled, tend to have a higher value of the resistant starch content than other strains because more peel remains when rice is polished. It is in. On the other hand, the ground rice does not depend on the degree of rice polishing because the inside of the endosperm is exposed by grinding even if the peel remains. In the cooked rice which was not ground, the content of resistant starch of # 1403 was 76.2%, which was much higher than that of any of the lines.

すり潰した炊飯米の難消化性澱粉含有率は、すり潰さない炊飯米よりいずれの系統でも低い値を示したが、#1403は28.4%と、EM10や他の高RS米系統の中でも格段に高い値を示した。玄米粉については、高RS米系統Bでは、30.2%と高い値を示したが、#1403のRSは、これよりも高い35.1%であった。
以上のように、炊飯米、玄米粉のいずれでも、#1403のRSは、従来の高RS米の中でも格段に高い値を示すことが明らかになった。
The indigestible starch content of the mashed cooked rice was lower than that of the uncooked cooked rice in all strains, but # 1403 was 28.4%, which is much higher than EM10 and other high RS rice strains. Showed high values. Regarding brown rice flour, the high RS rice strain B showed a high value of 30.2%, but the RS of # 1403 was 35.1%, which was higher than this.
As described above, it was revealed that RS of # 1403 shows a remarkably high value among conventional high RS rice in both cooked rice and brown rice flour.

なお、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。   It should be noted that the configuration and operation of the above-described embodiment are examples, and it is needless to say that the configuration and operation can be appropriately modified and executed without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、ジャポニカ米由来のイネ枝作り酵素I型(BEI)及びIIb型(BEIIb)の活性が低下したイネ二重変異体のイネ変異体のイネ種子は、イネでは類い希な難消化性澱粉含量となるため、産業上利用可能である。   The present invention relates to a rice seed of a rice mutant of a rice double mutant having reduced activity of rice branching enzymes type I (BEI) and type IIb (BEIIb) derived from Japonica rice, which is rarely digestible in rice. It is industrially applicable because it has a soluble starch content.

Claims (15)

ジャポニカ米由来のイネ枝作り酵素I型(BEI)及びIIb型(BEIIb)の遺伝子座が劣性ホモであり、遺伝的に固定されており、非遺伝子組み換え体である
ことを特徴とする難消化性澱粉高含有イネ変異体。
Indigestibility characterized by the fact that the loci of rice branching enzymes type I (BEI) and type IIb (BEIIb) derived from Japonica rice are recessive homologous, genetically fixed, and non-genetically modified. Rice mutant with high starch content.
野生型に比べて、前記BEI及び前記BEIIbの活性が低下している
ことを特徴とする請求項1に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体。
2. The rice starch-rich mutant with high resistance to digestion according to claim 1, wherein the activity of the BEI and the BEIIb is lower than that of a wild type. 3.
精米後のイネ種子は、難消化性澱粉の含有率が、親系統であるBEIIb欠損変異体よりも多い
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体。
3. The rice mutant containing high resistant starch according to claim 1, wherein the rice seed after milling has a higher content of resistant starch than a parental BEIIb-deficient mutant. 3.
前記イネ種子を炊飯した場合、
すり潰さない状態の炊飯米における前記難消化性澱粉の含有率が60%以上、すり潰した状態の炊飯米における前記難消化性澱粉の含有率が20%以上であり、
前記イネ種子の玄米粉における前記難消化性澱粉の含有率が32%以上である
ことを特徴とする請求項3に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体。
When the rice seeds are cooked,
The content of the indigestible starch in the cooked rice in the non-ground state is 60% or more, and the content of the indigestible starch in the cooked rice in the ground state is 20% or more,
The resistant rice starch-rich mutant according to claim 3, wherein the content of the resistant starch in the brown rice flour of the rice seed is 32% or more.
前記イネ種子の胚乳から製造される澱粉は、前記親系統であるBEIIb欠損変異体のイネ種子の胚乳から製造される澱粉と比べて、アミロペクチンの鎖長分布のうち、DP19以下が減少され、DP20以上が増加される
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体。
The starch produced from the rice seed endosperm has a chain length distribution of amylopectin less than DP19 or less, compared to the starch produced from the rice seed endosperm of the BEIIb-deficient mutant, DP20, The rice mutant having a high content of indigestible starch according to claim 3 or 4, wherein the amount is increased.
前記イネ種子の胚乳から製造される澱粉は、
前記親系統であるBEIIb欠損変異体のイネ種子の胚乳から製造される澱粉よりも、糊化ピーク温度が7℃以上高い
ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体。
Starch produced from the endosperm of the rice seed,
The gelatinization peak temperature is 7 ° C. or more higher than starch produced from endosperm of rice seed of the BEIIb-deficient mutant as the parent line, wherein the difficulty is as set forth in any one of claims 3 to 5. Rice mutant high in digestible starch.
前記イネ種子の胚乳から製造される澱粉は、算出されたアミロースの割合が50%以上である
ことを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体。
The starch produced from the endosperm of the rice seed, wherein the calculated percentage of amylose is 50% or more. The rice mutant high in resistant digestive starch according to any one of claims 3 to 6, characterized in that: body.
前記イネ種子は、粉末化することで米粉、粥を攪拌することで米ゲルとしても利用可能である
ことを特徴とする請求項3乃至7のいずれか1項に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体。
The rice seed can be used as a rice gel by stirring a rice flour and a gruel by pulverizing the rice seed. The high content of resistant starch according to any one of claims 3 to 7. Rice mutant.
請求項3乃至7のいずれか1項に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体の前記イネ種子の胚乳を粉末化することで製造された
ことを特徴とする米粉。
A rice flour produced by powdering the endosperm of the rice seed of the resistant rice starch-rich mutant according to any one of claims 3 to 7.
請求項3乃至8のいずれか1項に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体の前記イネ種子の炊飯米、及び/又は請求項9に記載の米粉より抽出される
ことを特徴とする難消化性澱粉。
The rice mutant of the rice mutant containing the resistant starch-rich rice mutant according to any one of claims 3 to 8 and / or the rice flour according to claim 9 which is extracted from the rice flour according to claim 9. Digestible starch.
請求項3乃至8のいずれか1項に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体の前記イネ種子の粥を攪拌することで製造された
ことを特徴とする米ゲル。
A rice gel produced by stirring the rice seed porridge of the resistant rice starch-rich rice mutant according to any one of claims 3 to 8.
請求項3乃至8のいずれか1項に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体の前記イネ種子、請求項9に記載の米粉、請求項10に記載の難消化性澱粉、及び請求項11に記載の米ゲルのいずれか又は任意の組み合わせを含んで製造された
ことを特徴とする食品。
The rice seed of the rice mutant having a high content of indigestible starch according to any one of claims 3 to 8, the rice flour according to claim 9, the indigestible starch according to claim 10, and the eleventh embodiment. A food product characterized by comprising any one or any combination of the rice gels described in (1).
請求項9に記載の米粉、請求項10に記載の難消化性澱粉、及び請求項11に記載の米ゲルのいずれか又は任意の組み合わせを含む
ことを特徴とする食感改良剤。
A texture improver comprising any one or any combination of the rice flour according to claim 9, the indigestible starch according to claim 10, and the rice gel according to claim 11.
非遺伝子組み換えの方式により、ジャポニカ米由来のイネ枝作り酵素I型(BEI)及びIIb型(BEIIb)の二重劣性ホモ変異体を作出させ、遺伝的に固定させる
ことを特徴とする難消化性澱粉高含有イネ変異体の作出方法。
Indigestibility characterized by producing double recessive homo mutants of rice branching enzymes type I (BEI) and type IIb (BEIIb) derived from Japonica rice by a non-GMO method A method for producing a starch-rich rice mutant.
前記BEIの遺伝子の第10エキソンの最後の塩基がグアニンからアデニンへ変異し、前記BEIIbの遺伝子の第9イントロンの最後の塩基がグアニンからアデニンに変異している一塩基置換を分子マーカーとして、前記二重劣性ホモ変異体を特定する
ことを特徴とする請求項14に記載の難消化性澱粉高含有イネ変異体の作出方法。
A single base substitution in which the last base of the tenth exon of the BEI gene is mutated from guanine to adenine and the last base of the ninth intron of the BEIIb gene is mutated from guanine to adenine is used as a molecular marker, The method for producing a resistant rice starch-rich rice mutant according to claim 14, wherein the double recessive homo mutant is identified.
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