JP7004816B2 - New powdered endosperm genes, molecular markers and their uses - Google Patents

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Description

本発明は、米の粉質胚乳の形質を決定する新規な配列の遺伝子、これを検出するための分子マーカー及びその用途と検出方法に関する。 The present invention relates to a gene having a novel sequence that determines the trait of rice powdery endosperm, a molecular marker for detecting the gene, its use, and a detection method.

米は、韓国国内の農業所得の70%に達する農家の主要な収入源であるが、食生活の欧米化、機能性雑穀類の消費の増加などにより消費量が持続的に減少している。2017年度の統計庁の発表によると、国民1人当たりの年間米の消費量は1970年の136.4kgから2016年には61.9kgに減少し、稲の栽培面積も1975年の121.8万haから2016年には77.9万haに減少し、生産基盤が脆弱になっている実情である。 Rice is the main source of income for farmers, who account for 70% of Korea's agricultural income, but its consumption is steadily declining due to the westernization of eating habits and the increase in consumption of functional cereals. According to the announcement by the Statistics Agency in 2017, the annual rice consumption per capita decreased from 136.4 kg in 1970 to 61.9 kg in 2016, and the rice cultivation area was 12.18 million in 1975. The actual situation is that the production base has become fragile, decreasing from ha to 77,900 ha in 2016.

米と共に主要な食用作物である小麦は、製粉過程を通じて小麦粉が原料として提供され、これを2次加工して食品に生産される。即ち、小麦産業は品種の育成と製粉工程などの「原料産業」と様々な加工品を開発して提供する「食品産業」の区分が明確であり、市場の拡充及び付加価値の創出に対する潜在力が非常に高い作物として評価されている。米の場合、餅類を除いても約300種にも及ぶ加工食品の形態が存在するが、韓国国内で加工用に消費される米は、生産量の5%にも満たない約22万トン(輸入10万、国内生産12万)に過ぎないのが実情である。ほとんどのメーカーが直接精白米を購入して自主的に米粉を製造して使用するため、米粉の品質が均一でないだけでなく、その売上高は49兆ウォンに迫る飲料、食料品製造業の売上高比2%(2006年現在、約1兆ウォン)の水準に過ぎないのが実情である。 Wheat, which is a major edible crop along with rice, is provided as a raw material through the milling process, and is secondarily processed into food. In other words, the wheat industry has a clear division between the "raw material industry" such as breeding and flour milling process and the "food industry" that develops and provides various processed products, and has the potential to expand the market and create added value. Is evaluated as a very high crop. In the case of rice, there are about 300 types of processed foods even excluding rice cakes, but the amount of rice consumed for processing in Korea is about 220,000 tons, which is less than 5% of the production. The reality is that it is only (import 100,000, domestic production 120,000). Most manufacturers directly purchase polished rice and voluntarily manufacture and use rice flour, so not only is the quality of the rice flour not uniform, but its sales are close to 49 trillion won in the beverage and grocery manufacturing industries. The reality is that the price is only 2% (as of 2006, about 1 trillion won).

米は、粒の硬度(穀粒硬度)が非常に高いため、現在、国内で最も一般的に使用される米の製粉方法は、水にふやかして粉砕する湿式製粉方式である。しかし、湿式製粉は100kgの米粉を製造するのに約500リットルの米のとぎ汁を発生させ、環境汚染を誘発する問題点を有している。また、米粉を流通させるためには、米粉を殺菌乾燥させる別途の工程を追加しなければならない。このような理由により、湿式製粉方法を用いた米粉の加工コスト(500~700ウォン/kg)は、乾式製粉方法を使用した小麦粉の生産コスト(200~300ウォン/kg)より2倍以上高いのが実情である。最近、大量生産設備が整えられて半湿式製粉技術が部分的に運用されているものの、生産コストの上昇要因が完全には解消されてはいない。 Since rice has a very high grain hardness (grain hardness), the most commonly used rice milling method in Japan at present is a wet milling method in which the rice is soaked in water and crushed. However, wet milling has a problem of inducing environmental pollution by generating about 500 liters of rice broth to produce 100 kg of rice flour. In addition, in order to distribute rice flour, a separate step of sterilizing and drying the rice flour must be added. For this reason, the processing cost of rice flour using the wet milling method (500-700 won / kg) is more than twice as high as the production cost of wheat flour using the dry milling method (200-300 won / kg). Is the reality. Recently, mass production equipment has been set up and semi-wet milling technology has been partially operated, but the factors that increase production costs have not been completely eliminated.

競争力を兼ね備えた、高品質の米粉の生産のために製粉方法と共に重要視されることが粉砕された粉末の大きさ(粒度)である。生地や加工品の物理化学的性質が粒度分布によって大きく支配されるので、用途に合うように米粉の粒度をどのように構成して維持するかは非常に重要な問題である。一般的に、米粉の物理性は微細粉であるほど団子の硬度変化が少なく、生地を作るときに、水の吸収率も良くなる。したがって、細かく粉砕された米粉であるほど高品質と認識されて流通価格が高くなる。しかし、生産コストが削減される乾式製粉により微細な粒子を得るためには、米の高い穀粒硬度により機械的な力が大きくなり、損傷した澱粉粒の割合が急激に高くなる。損傷した澱粉粒は、生地の理化学的特性の変化をもたらすため、最終的には、米粉の品質低下を引き起こす。最近、米粉をより微細に粉砕するジェットミル(Jet Mill)、ターボミル(Turbo Mill)などの技術が開発されて検討されているが、初期の設備投資費用及び生産単価の増加などの負担が大きい方である。 The size (particle size) of the crushed powder is important along with the milling method for the production of high-quality rice flour that is competitive. Since the physicochemical properties of dough and processed products are largely dominated by the particle size distribution, how to structure and maintain the particle size of rice flour to suit the application is a very important issue. In general, the finer the rice flour, the less the change in the hardness of the dumplings, and the better the water absorption rate when making the dough. Therefore, the finer the crushed rice flour, the higher the quality and the higher the distribution price. However, in order to obtain fine particles by dry milling, which reduces production costs, the high grain hardness of rice increases the mechanical force, and the proportion of damaged starch granules increases sharply. Damaged starch granules cause changes in the physicochemical properties of the dough, which ultimately leads to a deterioration in the quality of the rice flour. Recently, technologies such as jet mills and turbo mills that grind rice flour into smaller pieces have been developed and are being studied, but those who have a large burden such as initial capital investment costs and increased production unit prices. Is.

結論としては、韓国国内で米粉中心の大量の原料供給システムを円滑に構築し、米の加工食品の開発と消費を促進させるためには、1)米粉の生産で発生する汚廃水処理と流通前の乾燥及び殺菌処理などに要されるコストを大幅に削減することができなければならず、2)微細な粒子水準に粉砕しても澱粉粒の損傷を減らす具体的な案が提示されなければならない。生産費を考慮すると、1)工程が簡単で、2)粉砕時間が短く、3)汚廃水の発生がほとんどない乾式製粉方式が有利である。さらに、韓国国内では、小麦の製粉のための乾式製粉設備が相当な規模で備えられているため、生産設備の構築に要されるコストも大幅に削減することができる。 In conclusion, in order to smoothly build a large-scale raw material supply system centered on rice flour in Korea and promote the development and consumption of processed rice foods, 1) wastewater treatment and pre-distribution generated in rice flour production. It is necessary to be able to significantly reduce the cost required for drying and sterilization of rice, and 2) unless a concrete plan to reduce the damage of starch granules is presented even if the rice is crushed to the fine particle level. It doesn't become. Considering the production cost, 1) the process is simple, 2) the crushing time is short, and 3) the dry flour milling method with almost no generation of wastewater is advantageous. Furthermore, in South Korea, dry milling equipment for wheat milling is installed on a considerable scale, so the cost required to construct production equipment can be significantly reduced.

このような技術的な背景の下で、粉質胚乳の特性を有する稲の品種の開発及びそのための遺伝的マーカーに対する研究が活発に進められているが(韓国登録特許10-1226485(特許文献1))、未だ不十分な実情である。 Under such a technical background, the development of rice varieties having the characteristics of powdered endosperm and research on genetic markers for them are being actively promoted (Korean registered patent 10-1226485 (Patent Document 1). )), The situation is still inadequate.

韓国登録特許10-1226485号公報Korean Registered Patent No. 10-1226485

Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001) Andrew Collins and Xizyi Ke. The Open Bioinformatics Journal, 2012, 55-58.Andrew Collins and Xizyi Ke. The Open Bioinformatics Journal, 2012, 55-58.

本発明は、前記の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、稲の粉質胚乳の形質を決定する新規な遺伝子、前記遺伝子によりコードされるタンパク質、前記遺伝子による粉質胚乳形質判別用組成物及びキット、そして、それを判別する方法を提供することにある。 The present invention is for solving the above-mentioned problems, and an object of the present invention is a novel gene for determining the trait of powdered endosperm of rice, a protein encoded by the gene, and a powdery substance according to the gene. It is an object of the present invention to provide a composition and a kit for discriminating endosperm traits, and a method for discriminating the composition.

しかし、本発明が解決しようとする技術的課題は、以上に言及した課題に制限されず、言及されていないもう一つの課題は、以下の記載から当業者に明確に理解することができるだろう。 However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and another problem not mentioned above can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. ..

前記のような本発明の目的を達成するために、本発明は、配列番号2で示される稲の粉質胚乳の形質を決定するcyOsPPDK(cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase)遺伝子を提供する。 In order to achieve the above-mentioned object of the present invention, the present invention provides a cyOsPPDK (cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase) gene that determines the trait of the powdered endosperm of rice represented by SEQ ID NO: 2.

本発明は、他の一態様として、前記遺伝子を含む組換えベクターを提供する。 The present invention provides, as another aspect, a recombinant vector containing the gene.

本発明は、他の一態様として、前記遺伝子または前記組換えベクターを含む形質転換体を提供する。 The present invention provides, as another aspect, a transformant containing the gene or the recombinant vector.

前記形質転換体は、稲であってもよい。 The transformant may be rice.

本発明は、他の一態様として、前記遺伝子を含む植物体を提供する。 The present invention provides, as another aspect, a plant containing the gene.

本発明は、他の一態様として、前記遺伝子を含む稲を提供する。 The present invention provides, as another aspect, rice containing the gene.

本発明は、他の一態様として、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在する一塩基多型(SNP)マーカーを検出することができる製剤を含む、前記cyOsPPDK(cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase)遺伝子による粉質胚乳形質判別用組成物を提供する。 As another aspect, the present invention is a preparation capable of detecting a single nucleotide polymorphism (SNP) marker present at a position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0). Provided is a composition for discriminating powdery endosperm traits based on the cyOsPPDK (cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase) gene.

前記稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在するSNPマーカーは、塩基がAまたはTであってもよい。 The SNP marker present at the position corresponding to 19,722,254 bp on chromosome 5 in the rice standard genome (IRGSP 1.0) may have a base of A or T.

前記一塩基多型を検出することができる製剤は、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置の塩基を含む10個~300個の連続した核酸配列からなるポリヌクレオチドまたはこれに相補的なポリヌクレオチドと特異的にハイブリダイズするプローブ;またはこれを増幅するプライマーであってもよい。 The preparation capable of detecting the single nucleotide polymorphism is a sequence of 10 to 300 consecutive nucleic acids containing a base at a position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0). A probe consisting of a polynucleotide consisting of the same or a probe that specifically hybridizes with a polynucleotide complementary thereto; or a primer that amplifies the polynucleotide may be used.

前記一塩基多型を検出することができる製剤は、配列番号3で示される正方向プライマー及び配列番号4で示される逆方向プライマーからなるプライマーセット;または配列番号5で示される外部正方向プライマー、配列番号6で示される外部逆方向プライマー、配列番号7で示される内部正方向プライマー、及び配列番号8で示される内部逆方向プライマーからなるプライマーセットであってもよい。 The pharmaceutical product capable of detecting the single nucleotide polymorphism is a primer set consisting of the positive primer shown by SEQ ID NO: 3 and the reverse primer shown by SEQ ID NO: 4; or the external positive primer shown by SEQ ID NO: 5. It may be a primer set consisting of the external reverse primer shown by SEQ ID NO: 6, the internal forward primer shown by SEQ ID NO: 7, and the internal reverse primer shown by SEQ ID NO: 8.

本発明は、他の一態様として、前記粉質胚乳形質判別用組成物を含むcyOsPPDK(cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase)遺伝子による粉質胚乳形質判別用キットを提供する。 As another aspect of the present invention, there is provided a kit for determining powdered endosperm using the cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase (cyOsPPDK) gene containing the composition for discriminating powdered endosperm.

本発明は、他の一態様として、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在する一塩基多型(SNP)マーカーを確認することを含むcyOsPPDK(cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase)遺伝子による粉質胚乳形質判別方法を提供する。 In another aspect, the present invention comprises identifying a single nucleotide polymorphism (SNP) marker present at a position corresponding to 19,722,254 bp on chromosome 5 in the rice standard genome (IRGSP 1.0). (Cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase) Provided is a method for discriminating powdery endosperm traits by a gene.

前記稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在する一塩基多型(SNP)は、塩基がAまたはTであってもよい。 The single nucleotide polymorphism (SNP) present at the position corresponding to 19,722,254 bp on chromosome 5 in the rice standard genome (IRGSP 1.0) may be based on A or T.

前記粉質胚乳形質判別方法は、(a)試料から分離されたゲノムDNAを鋳型として、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置の塩基を含む10個~300個の連続した核酸配列からなるポリヌクレオチドまたはこれに相補的なポリヌクレオチドと特異的にハイブリダイズするプローブ;またはこれを増幅することができるプライマーと反応させること;及び(b)前記反応物を確認することをさらに含むことができる。 The powdery germ milk trait discrimination method (a) uses the genomic DNA isolated from the sample as a template and contains a base at a position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0). A probe that specifically hybridizes to a polynucleotide consisting of 5 to 300 consecutive nucleic acid sequences or a polynucleotide complementary thereto; or reacting with a primer capable of amplifying the polynucleotide; and (b) the reaction. It can further include checking things.

前記プライマーは、配列番号3で示される正方向プライマー及び配列番号4で示される逆方向プライマーからなるプライマーセット;または配列番号5で示される外部正方向プライマー、配列番号6で示される外部逆方向プライマー、配列番号7で示される内部正方向プライマー、及び配列番号8で示される内部逆方向プライマーからなるプライマーセットであってもよい。 The primer is a primer set consisting of the forward primer shown by SEQ ID NO: 3 and the reverse primer shown by SEQ ID NO: 4, or the external forward primer shown by SEQ ID NO: 5 and the external reverse primer shown by SEQ ID NO: 6. , The internal forward primer set forth in SEQ ID NO: 7, and the internal reverse primer set forth in SEQ ID NO: 8 may be a primer set.

前記粉質胚乳形質判別方法は、(b)の反応物に制限酵素を処理することをさらに含むことができる。 The powdered endosperm trait discrimination method can further include treating the reaction product of (b) with a restriction enzyme.

前記制限酵素は、Hinf Iであってもよい。 The restriction enzyme may be Hinf I.

前記粉質胚乳形質判別方法は、(a)試料から分離されたゲノムDNAを鋳型として、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置の一塩基多型マーカーの多型部位を含む10個~300個の連続した核酸配列からなるポリヌクレオチドまたはこれに相補的なポリヌクレオチドをプライマーと反応させて増幅させること;及び(b)前記増幅された反応物を確認することをさらに含むことができる。 In the method for discriminating powdery embryo milk traits, (a) a single nucleotide polymorphism at a position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0) using the genomic DNA isolated from the sample as a template. A polynucleotide consisting of 10 to 300 consecutive nucleic acid sequences containing a polymorphic site of a marker or a polynucleotide complementary thereto is reacted with a primer to amplify it; and (b) the amplified reaction product. Further confirmation can be included.

前記粉質胚乳形質判別方法は、(a’)の試料から分離されたゲノムDNAを鋳型として、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置の塩基を含む10個~300個の連続した核酸配列からなるポリヌクレオチドまたはこれに相補的なポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするプローブとハイブリダイゼーションさせることをさらに含むことができる。 In the powdery embryonic milk trait discrimination method, the genomic DNA isolated from the sample (a') is used as a template, and the base at the position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0) is used. It can further include hybridization with a probe that specifically hybridizes to a polynucleotide consisting of 10 to 300 contiguous nucleic acid sequences, or a polynucleotide complementary thereto.

本発明によれば、本発明で究明した稲の粉質胚乳の形質を決定する新規な遺伝子は、粉質胚乳の特性を有する植物体の開発に主な目的遺伝子として活用することができ、その一塩基多型(SNP)は、様々な品種の稲において粉質胚乳の形質発現有無を育種段階の初期に簡単かつ正確に判別させるようにする。具体的には、初期の育種系統または個別のF2植物の選抜の段階で植物体の粉質胚乳の評価に適用することができ、稲を主原料とする加工製品にも拡張適用することができ、稲を用いた加工産業に活用することができる。 According to the present invention, the novel gene that determines the trait of the powdered endosperm of rice investigated in the present invention can be utilized as a main target gene for the development of a plant having the characteristics of the powdered endosperm. The monobasic polymorphism (SNP) allows easy and accurate determination of the presence or absence of phenotypic expression of powdered endosperm in various varieties of rice at the early stage of breeding. Specifically, it can be applied to the evaluation of powdered endosperm of plants at the stage of initial breeding line or selection of individual F 2 plants, and can be extended to processed products made from rice as the main raw material. It can be used in the processing industry using rice.

地図ベースのFLO4-4変異の複製を示すもので、(A)FLO4-4遺伝子座の精密遺伝子地図で分子マーカー及び組換え体の数を示す。2つのBACクローンが重畳された部分で構成された33kb仮想コンティグ(contig)は、参照稲ゲノム(Os-Nipponbare-Reference-IRGSP-1.0)上の二つの重要なマーカーのe-Landingsにより区分して表示される。(B)FLO4-4遺伝子構造及びcDNA配列の比較は、エクソン8でG→Aの塩基変異を示し、ここで、野生型のGly-404がFLO4-4ではAsp-404に誘導される。白いボックスは翻訳されていない領域を示し、黒いボックスはコーディング領域を示し、実線はイントロンを示す。It shows the replication of the map-based FLO4-4 mutation, and (A) shows the number of molecular markers and recombinants on a precise genetic map of the FLO4-4 locus. The 33 kb virtual contig (contig) composed of the superimposed parts of the two BAC clones is divided by the e-Landings of two important markers on the reference rice genome (Os-Nipponbare-Reference-IRGSP-1.0). Is displayed. (B) Comparison of FLO4-4 gene structure and cDNA sequence shows a G → A base mutation in exon 8, where wild-type Gly-404 is induced to Asp-404 in FLO4-4. White boxes indicate untranslated areas, black boxes indicate coding areas, and solid lines indicate introns. ナミル稲とNamil(SA)-FLO2のPPDK1(OS05G0405000-02)遺伝子の塩基配列を比較することにより、一塩基多型部位を確認した結果である。This is the result of confirming the single nucleotide polymorphism site by comparing the base sequences of the PPDK1 (OS05G0405000-02) gene of Namil (SA) -FLO2 with Namil rice. dCAPS Finder 2.0で探索されたナミル稲、またはNamil(SA)-FLO2の一塩基多型部位の増幅のためのdCAPsプライマーセット候補群の配列を示した図である。It is a figure which showed the sequence of the dCAPs primer set candidate group for the amplification of the single nucleotide polymorphism site of Namil rice, or Namil (SA) -FLO2 searched by dCAPS Finder 2.0. 本発明に係るdCAPsプライマーセットにより増幅される断片の塩基配列及び制限酵素(Hinf I)の処理部位を示した図である。It is a figure which showed the base sequence of the fragment amplified by the dCAPs primer set which concerns on this invention, and the processing site of a restriction enzyme (Hinf I). 本発明に係るdCAPsプライマーセット及び制限酵素を用いた方法であり、密陽23号、ナミル稲、及びNamil(SA)-FLO2(S542)の電気泳動の結果を示したものである。It is a method using a dCAPs primer set and a restriction enzyme according to the present invention, and shows the results of electrophoresis of Miryang No. 23, Namil rice, and Namil (SA) -FLO2 (S542). 本発明に係るTetra-primer ARMSプライマーセットにより増幅される断片の塩基配列の位置を図式化した図である。It is a figure which schematized the position of the base sequence of the fragment amplified by the Tetra-primer ARMS primer set which concerns on this invention. 発明に係るTetra-primer ARMSプライマーセットにより(a)増幅される断片の塩基配列、及び(b)密陽23号、ナミル稲及びNamil(SA)-FLO2(S542)の電気泳動の結果を示したものである。The nucleotide sequence of the fragment amplified by the Terra-primer ARMS primer set according to the invention, and (b) the results of electrophoresis of Miryang No. 23, Namil rice and Namil (SA) -FLO2 (S542) are shown. It is a thing. 本発明に係るdCAPsプライマーセット及び制限酵素を用いた方法であり、密陽23号とNamil(SA)-FLO2交配後代の電気泳動の結果を示したものである。It is a method using a dCAPs primer set and a restriction enzyme according to the present invention, and shows the results of electrophoresis of Miryang No. 23 and Namil (SA) -FLO2 mating progeny. 本発明に係るプライマーセット及び制限酵素を用いた方法であり、遺伝的背景が類似したジャポニカ品種の電気泳動の結果を示したものである(1.アンミ、2.アランヒャンチャル、3.白真珠1、4.白玉チャル、5.ボラムチャル、6.ボラムチャン、7.ボラミ、8.宝石、9.宝石チャル、10.宝石黒チャル、11.チョンナム、12.チンドル、13.秋晴、14.タボ、15.タンミ、16.タンピョン、17.トレチャン、18.トダム米、19.トンジン、20.トンジン1、21.トンジンチャル、22.健康紅米、23.コンヤン2、24.コアミ、25.コアミ2、26.コアミ4、27.ヘプム、28.ハイアミ、29.ハナム、30.ハンマウム、31.黒ジンミ、32.フクヒャン、33.黒真珠、34.フクナム、35.フクソル、36.紅真珠、37.ホプム、38.黄金ヌリ、39.ファソン、40.ファワン、41.ファヨン、42.ヒャンナム、43.ヒョンプム、44.イルミ、45.イルプム、46.赤真珠、47.赤真珠チャル、48.黒ヒャンチャル)。It is a method using a primer set and a restriction enzyme according to the present invention, and shows the results of electrophoresis of Japonica varieties having similar genetic backgrounds (1. Ammi, 2. Alanchanchar, 3. White pearls). 1, 4. Shiratama Char, 5. Boram Char, 6. Boram Chan, 7. Borami, 8. Jewel, 9. Jewel Char, 10. Jewel Black Char, 11. Jeongnam, 12. Chindle, 13. Akiharu, 14. Tabo, 15. Tanmi, 16. Tampyung, 17. Trechan, 18. Todam rice, 19. Tonjin, 20. Tonjin 1, 21. Tonjinchar, 22. Healthy red rice, 23. Konyang 2, 24. Koami, 25. Koami 2 , 26. Koami 4, 27. Hepum, 28. Haiami, 29. Hanam, 30. Hanmaum, 31. Black Jinmi, 32. Fukuhan, 33. Black Pearl, 34. Fukunam, 35. Fukusol, 36. Red Pearl, 37. Hopum, 38. Golden Nuri, 39. Hwason, 40. Fawan, 41. Hwayoung, 42. Hyangnam, 43. Hyun Pum, 44. Ilumi, 45. Ilpum, 46. Red Pearl, 47. Red Pearl Char, 48. Black Hyanchar). 本発明に係るTetra-primer ARMSプライマーセットを用いた方法であり、密陽23号とNamil(SA)-FLO2交配後代の電気泳動の結果を示したものである。It is a method using the Terra-primer ARMS primer set according to the present invention, and shows the results of electrophoresis of Miryang No. 23 and Namil (SA) -FLO2 mating progeny. 本発明に係るTetra-primer ARMSプライマーセットを用いた方法であり、遺伝的背景が類似したジャポニカ品種の電気泳動の結果を示したものである(1.アンミ、2.アランヒャンチャル、3.白真珠1、4.白玉チャル、5.ボラムチャル、6.ボラムチャン、7.ボラミ、8.宝石、9.宝石チャル、10.宝石黒チャル、11.チョンナム、12.チンドル、13.秋晴、14.タボ、15.タンミ、16.タンピョン、17.トレチャン、18.トダム米、19.トンジン、20.トンジン1、21.トンジンチャル、22.健康紅米、23.コンヤン2、24.コアミ、25.コアミ2、26.コアミ4、27.ヘプム、28.ハイアミ、29.ハナム、30.ハンマウム、31.黒ジンミ、32.フクヒャン、33.黒真珠、34.フクナム、35.フクソル、36.紅真珠、37.ホプム、38.黄金ヌリ、39.ファソン、40.ファワン、41.ファヨン、42.ヒャンナム、43.ヒョンプム、44.イルミ、45.イルプム、46.赤真珠、47.赤真珠チャル、48.黒ヒャンチャル)。It is a method using the Terra-primer ARMS primer set according to the present invention, and shows the results of electrophoresis of Japonica varieties having similar genetic backgrounds (1. Ammi, 2. Aranchanchar, 3. White). Pearls 1, 4. Shiratama Char, 5. Boram Char, 6. Boram Chan, 7. Borami, 8. Jewel, 9. Jewel Char, 10. Jewel Black Char, 11. Jeongnam, 12. Chindle, 13. Akiharu, 14. Tabo , 15. Tanmi, 16. Tampyung, 17. Trechan, 18. Todam Rice, 19. Tonjin, 20. Tonjin 1, 21. Tonjinchar, 22. Healthy Red Rice, 23. Konyang 2, 24. Koami, 25. Koami 2, 26. Koami 4, 27. Hepum, 28. Primer, 29. Hanam, 30. Hanmaum, 31. Black Jinmi, 32. Fuku Hyang, 33. Black Pearl, 34. Fuku Nam, 35. Fukusol, 36. Red Pearl, 37. Hopum, 38. Golden Nuri, 39. Hwason, 40. Fawan, 41. Hwayoung, 42. Hyangnam, 43. Hyun Pum, 44. Illumina, 45. Ilpum, 46. Red Pearl, 47. Red Pearl Char, 48. Black primer). 本発明に係るNamil(SA)-FLO2(S542)とナミル(Namil)の表現型分析の結果を示す。Namil(SA)-FLO2とナミルの玄米及び横断面を示す。また、成熟した胚乳の電子顕微鏡視覚化。赤矢印で示されているように、Namil(SA)-FLO2は、澱粉顆粒で緩く満たされている。黄色のボックス(500μm比率の写真でボックス表示)は、拡大された領域を示す。The results of the phenotypic analysis of Namil (SA) -FLO2 (S542) and Namil (Namil) according to the present invention are shown. The brown rice and cross section of Namil (SA) -FLO2 and Namil are shown. Also, electron microscopic visualization of mature endosperm. As indicated by the red arrow, Namil (SA) -FLO2 is loosely filled with starch granules. The yellow box (boxed in a 500 μm ratio photo) indicates the enlarged area. 10 DAFにナミルとNamil(SA)-FLO2間のFLO4-4発現を分析した結果であり、表示された値は、平均±SD(n=3)である。10 It is the result of analyzing the expression of FLO4-4 between Namil and Namil (SA) -FLO2 in DAF, and the displayed value is mean ± SD (n = 3).

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明は、稲の粉質胚乳の形質を決定する新規な配列の遺伝子を提供する。前記本発明の新規な配列の遺伝子は、配列番号2で示される稲の粉質胚乳の形質を決定するcyOsPPDK(cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase)遺伝子であってもよい。 The present invention provides a novel sequence of genes that determine the traits of rice powdery endosperm. The gene of the novel sequence of the present invention may be a cyOsPPDK (cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase) gene that determines the trait of the powdered endosperm of rice shown in SEQ ID NO: 2.

本発明で使用される用語、「粉質胚乳(floury endosperm)」とは、もち稲と同様に白っぽく不透明な外観を有しながら澱粉粒の配列が粗い特性を有する突然変異を称する。米粉の製造には、乾式及び湿式製粉が活用されており、乾式製粉は工程が簡単であるが、損傷した澱粉が増加する問題がある一方、湿式製粉は、加工性は向上するが、水浸と乾燥に要される時間とコストが制限要因として作用する。米の加工産業の活性化に寄与するためには、各用途に適した特性を備えた加工用品種の多様化と製粉性に優れた品種の開発が要求され、このような粉質胚乳の特性は、従来の乾式製粉の問題点を克服する重要な特性の一つである。 The term "floury endosperm" used in the present invention refers to a mutation having a whitish and opaque appearance similar to that of glutinous rice, but having a coarse arrangement of starch granules. Dry and wet milling are used to produce rice flour. Dry milling has a simple process, but has the problem of increasing damaged starch, while wet milling improves workability but is soaked in water. And the time and cost required for drying act as a limiting factor. In order to contribute to the revitalization of the rice processing industry, it is necessary to diversify processing varieties with characteristics suitable for each application and to develop varieties with excellent milling properties, and such characteristics of powdered endosperm. Is one of the important properties that overcomes the problems of conventional dry milling.

一方、本発明のNamil(SA)-FLO2稲の植物体は、ナミル稲の種子を化学的突然変異の原因であるアジ化ナトリウム(Sodium azide; NaN3)の希釈溶液に浸漬する方法で突然変異を誘発し、これを発芽及び育苗段階を経て植物体(M1)を展開し、M1植物体からM2種子を収穫し、それからは系統育種法で世代をM7まで前進させ、遺伝的に固定された突然変異の系統を確立した系統である。前記Namil(SA)-FLO2は、既存のナミル稲とアミロース-アミロペクチン含量の組成が類似するが、一般的な稲に比べて穀粒硬度が低く、乾式製粉でも粒子が細かく、澱粉粒の損傷が少ない高品質の米粉を取得することができる特徴がある。ただし、このような品種を育種段階の初期に簡単かつ正確に判別する技術、具体的には、関連する遺伝子マーカーについては知られていなかった。 On the other hand, the Namil (SA) -FLO2 rice plant of the present invention is mutated by immersing the seeds of Namil rice in a diluted solution of sodium azide (NaN 3 ), which is the cause of chemical mutation. Was induced, and the plant (M1) was developed through the germination and seedling raising stages, M2 seeds were harvested from the M1 plant, and then the generation was advanced to M7 by the phylogenetic breeding method and genetically fixed. It is a strain that has established a strain of mutation. The Namil (SA) -FLO2 has a similar composition of amylose-amylopectin content to the existing Namil rice, but the grain hardness is lower than that of general rice, the particles are fine even in dry milling, and the starch granules are damaged. It has the characteristic of being able to obtain a small amount of high-quality rice flour. However, no technique has been known for easily and accurately discriminating such varieties in the early stages of breeding, specifically, related genetic markers.

そこで、本発明者らは、Namil(SA)-FLO2稲品種の塩基配列分析を通じて粉質胚乳の形質を決定する遺伝子を究明し(実験例1)、前記粉質胚乳の形質と密接な関連性を示す一塩基多型の部位を究明した(実験例2)。また、前記一塩基多型の部位をターゲットとするプライマーセットを最初に開発し、本発明に係るプライマーセットを用いた技術がジャポニカ(Japonica)系統稲品種の粉質胚乳の特性を判別するに有用であることを実験的に立証した。 Therefore, the present inventors investigated the gene that determines the trait of powdered endosperm through the base sequence analysis of Namil (SA) -FLO2 rice cultivar (Experimental Example 1), and closely related to the trait of powdered endosperm. The site of the single nucleotide polymorphism showing the above was investigated (Experimental Example 2). In addition, a primer set targeting the site of the single nucleotide polymorphism was first developed, and the technique using the primer set according to the present invention is useful for determining the characteristics of the powdered endosperm of Japonica rice varieties. It was experimentally proved that it was.

本発明の粉質胚乳の特性は、新規な配列のPPDK遺伝子により決定される。前記PPDK(Pyruvate orthophosphate dikinase)は、ピルビン酸塩(pyruvate)、ATP及びオルトリン酸塩(orthophosphate)を可逆的に転換させ、様々な植物の細胞で多様な機能を遂行することであり、サイトゾル及び葉緑体標的化PPDKタンパク質(それぞれ、cyOsPPDK及びchOsPPDK)を暗号化する。chOsPPDK mRNAは光合成機関で構成的に発現され、cyOsPPDKは受粉された後、発達する稲の種子(grain)のみで発現される。通常、稲においてcyOsPPDKは、種子の発達時期中、乳熟期に高水準で発現され、受粉後、10日程度経過してcyOsPPDKタンパク質が最高レベルに達すると、cyOsPPDKタンパク質水準と活性がいずれもスレオニル-リン酸化(threonyl-phosphorylation)とタンパク質分解の翻訳後のメカニズムの組み合わせにより急速に下方調節される。日本晴(Nipponbare)稲においてcyOsPPDKの全ゲノムは7656bpであり、cDNAは19個のエクソンを含み、2649bpであり、882個のアミノ酸のタンパク質を暗号化する。 The properties of the powdered endosperm of the present invention are determined by the novel sequence PPDK gene. The PPDK (Pyruvate orthophosphate dikinase) is to reversibly convert pyruvate, ATP and orthophosphate to perform various functions in cells of various plants, cytosol and Chloroplast-targeted PPDK proteins (cyOsPPDK and chOsPPDK, respectively) are encoded. chOsPPDK mRNA is constitutively expressed in photosynthetic institutions, and cyOsPPDK is expressed only in developing rice seeds after pollination. Normally, in rice, cyOsPPDK is expressed at a high level during the milk ripening period during seed development, and when the cyOsPPDK protein reaches the highest level about 10 days after pollination, both the cyOsPPDK protein level and the activity are threonine. -Rapidly down-regulated by a combination of threonyl-phosphorylation and the post-translational mechanism of proteolysis. In Nihonbare rice, the entire genome of cyOsPPDK is 7656 bp, the cDNA contains 19 exons, is 2649 bp, and encodes a protein of 882 amino acids.

しかし、本発明のcyOsPPDKは、野生型cyOsPPDK遺伝子に対して変異を含み、これを通じて稲の粉質胚乳の形質を決定する。本発明のcyOsPPDK遺伝子は対立遺伝子で、劣性遺伝子である。本発明の変異遺伝子cyOsPPDKは、乳熟期以降(受粉後10日以降)、登熟期(grain filling stage)の間に、野生型と比較して高いレベルで発現が維持される特性を有する。 However, the cyOsPPDK of the present invention contains a mutation against the wild-type cyOsPPDK gene, through which the traits of the powdered endosperm of rice are determined. The cyOsPPDK gene of the present invention is an allele and is a recessive gene. The mutant gene cyOsPPDK of the present invention has a property that expression is maintained at a higher level than that of the wild type during the ripening stage (after 10 days after pollination) and the ripening stage (grain filling stage).

特に、本発明のcyOsPPDK遺伝子のエクソン8の部位にG→Aに一塩基多型(SNP)が存在し(対立遺伝子では、CからTに変異)、これにより本発明のcyOsPPDK遺伝子によりコードされたタンパク質のアミノ酸配列においてグリシン(G、Gly)からアスパラギン酸(D、Asp)への変異が存在する(前記一塩基多型に相応するアミノ酸404の位置)。これにより稲の登熟期中にタンパク質の発現及び活性が維持されながら、稲において種子の発達に関与して粉質胚乳の形質を示すようにする。このような側面で、本発明のcyOsPPDKは変異cyOsPPDK遺伝子、変異cyOsPPDKタンパク質または変異cyOsPPDK mRNAを意味するものであってもよい。本発明において粉質胚乳の形質を決定する変異遺伝子はcyOsPPDK、Namil(SA)-FLO2、FLO7またはFLO4-4と命名され、前記名称は、相互交換的に称されてもよい。 In particular, a single nucleotide polymorphism (SNP) was present in G → A at the site of exson 8 of the cyOsPPDK gene of the present invention (mutation from C to T in the allele), thereby being encoded by the cyOsPPDK gene of the present invention. There is a mutation from glycine (G, Gly) to aspartic acid (D, Asp) in the amino acid sequence of the protein (position of amino acid 404 corresponding to the single nucleotide polymorphism). This allows the expression and activity of the protein to be maintained during the ripening period of the rice, while being involved in the development of seeds in the rice to exhibit the trait of powdered endosperm. In this aspect, the cyOsPPDK of the present invention may mean a mutant cyOsPPDK gene, a mutated cyOsPPDK protein or a mutated cyOsPPDK mRNA. In the present invention, the mutant gene that determines the trait of powdered endosperm is named cyOsPPDK, Namil (SA) -FLO2, FLO7 or FLO4-4, and the names may be referred to interchangeably.

本発明のcyOsPPDK遺伝子は、配列番号2で示され、GenBankに寄託され、登録番号MG267058と表示される。 The cyOsPPDK gene of the present invention is represented by SEQ ID NO: 2, deposited with GenBank, and displayed as registration number MG267058.

本発明のcyOsPPDK遺伝子の位置は、RAP-DB(Rice Annotation Project Database、http://rapdb.dna.affrc.go.jp/viewer/gbrowse/irgsp1/?name=chr02%3A1..105000)を基礎にその位置を示すことができる。本発明のcyOsPPDK遺伝子座は、BACクローンOSJNBb0006J12とOJ1174_H11の間に存在し、粉質胚乳の特性は変異cyOsPPDK遺伝子のエクソン8にある一塩基多型(G→ A)により決定される。 The position of the cyOsPPDK gene of the present invention is based on RAP-DB (Rice Annotation Project Database, http://rapdb.dna.affrc.go.jp/viewer/gbrowse/irgsp1/?name=chr02%3A1..105000). The position can be shown in. The cyOsPPDK locus of the present invention exists between the BAC clone OSJNBb0006J12 and OJ1174_H11, and the characteristics of the powdered endosperm are determined by the single nucleotide polymorphism (G → A) in exon 8 of the mutant cyOsPPDK gene.

前記一塩基多型は、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)と比較して示すと、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在し、これは配列番号1の遺伝子配列において4055番目の塩基と相応する位置である。 The single nucleotide polymorphism is present at the position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the rice standard genome ( IRGSP 1.0 ) in comparison with the rice standard genome (IRGSP 1.0). It is a position corresponding to the 4055th base in the gene sequence of SEQ ID NO: 1.

本発明において、用語「遺伝子」とは、形質を決定する因子として遺伝情報の単位を意味するもので、タンパク質を暗号化する核酸分子またはポリヌクレオチドとも称されてもよい。本発明の遺伝子は、前記した配列番号2の塩基配列と実質的な相同性を有する塩基配列を含むことができる。前記の実質的な相同性は、上述した本発明の塩基配列と、任意の他の配列を最大限に対応するようにアラインし、当業界において通常的に利用されるプログラム(例えば、DNASIS及びClustalX)を利用してアラインされた配列を分析した場合に、本発明の遺伝子に存在する一塩基多型を含みながら、少なくとも80%の相同性、より好ましくは少なくとも90%の相同性、最も好ましくは少なくとも95%の相同性を示す塩基配列を意味する。 In the present invention, the term "gene" means a unit of genetic information as a factor that determines a trait, and may also be referred to as a nucleic acid molecule or a polynucleotide that encodes a protein. The gene of the present invention can contain a base sequence having substantial homology with the above-mentioned base sequence of SEQ ID NO: 2. The substantial homology described above aligns the base sequence of the present invention described above with any other sequence to the maximum extent and is commonly used in the art (eg, DNASIS and CrystalX). ), While containing the single nucleotide polymorphism present in the gene of the invention, at least 80% homology, more preferably at least 90% homology, most preferably. It means a base sequence showing at least 95% homology.

本発明の他の態様によると、本発明は、前記遺伝子を含む組み換えベクターを提供する。本発明のベクターシステムは、当業界において公知となった様々な方法を通じて構築されることができ、これに対する具体的な方法は、Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)(非特許文献1)に開示されており、この文献は、本明細書に参照として挿入される。 According to another aspect of the invention, the invention provides a recombinant vector comprising said gene. The vector system of the present invention can be constructed through various methods known in the art, and specific methods thereof are described in Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press. (2001) (Non-Patent Document 1), which is incorporated herein by reference.

本発明のベクターは、典型的にクローニングのためのベクターまたは発現のためのベクターとして構築することができる。また、本発明のベクターは、原核細胞または真核細胞を宿主にして構築されてもよい。 The vectors of the invention can typically be constructed as vectors for cloning or vectors for expression. Further, the vector of the present invention may be constructed using prokaryotic cells or eukaryotic cells as a host.

本発明において、前記ベクターは、外来遺伝子が導入された植物体内で永久に発現させることができる形質転換用バイナリーベクターであり、プロモーターの下流(downstream)に目的タンパク質をコードする遺伝子を作動可能に連結させて製造されたベクターであってもよい。 In the present invention, the vector is a transformation binary vector that can be permanently expressed in a plant into which a foreign gene has been introduced, and a gene encoding a target protein is operably linked downstream of a promoter. It may be a vector produced by the above-mentioned.

本発明に係るベクターとしては、タンパク質の発現に使用される従来のベクターを基本骨格とし、本発明のプロモーターを挿入し、前記プロモーターの下流(downstream)側に目的タンパク質をコードする塩基配列(遺伝子)を挿入することにより製造することができる。前記組換えベクターは、目的遺伝子の発現のために、特定のプロモーターを含むことができる。 The vector according to the present invention uses a conventional vector used for protein expression as a basic skeleton, inserts the promoter of the present invention, and encodes a target protein on the downstream side of the promoter (gene). Can be manufactured by inserting. The recombinant vector can include a specific promoter for expression of the gene of interest.

本発明の他の態様によると、本発明は、前記遺伝子またはベクターを含む形質転換体を提供する。 According to another aspect of the invention, the invention provides a transformant comprising said gene or vector.

本発明における用語「形質転換体」とは、遺伝子工学的な方法で本発明の遺伝子が外来遺伝子として宿主に挿入された以外に、本発明の遺伝子により決定される粉質胚乳の形質を含む子孫個体を育種するために、本発明の遺伝子を含む個体を少なくとも一つと、他の個体を交配して本発明の遺伝子を有するようになった後代系統の個体も含む意味である。 The term "transformant" in the present invention means a progeny containing the trait of powdered germ milk determined by the gene of the present invention in addition to the gene of the present invention being inserted into the host as a foreign gene by a genetic engineering method. In order to breed an individual, it is meant to include at least one individual containing the gene of the present invention and an individual of a progeny line that has been crossed with another individual to have the gene of the present invention.

本発明の形質転換体を製造するために、当業界において一般的に公知の方法により実施することができる。 In order to produce the transformant of the present invention, it can be carried out by a method generally known in the art.

本発明の好ましい具現例によれば、前記形質転換体は植物体であり、さらに好ましくは稲であってもよい。 According to a preferred embodiment of the present invention, the transformant may be a plant, more preferably rice.

したがって、このような側面で、本発明は、変異cyOsPPDK遺伝子;または配列番号2の配列を有する稲を提供することができる。 Therefore, in this aspect, the present invention can provide a rice plant having the mutant cyOsPPDK gene; or the sequence of SEQ ID NO: 2.

本発明の一具体例において、稲の粉質胚乳の形質を決定する遺伝子が変異cyOsPPDKであり、粉質胚乳の特性は変異cyOsPPDK遺伝子のエクソン8にある一塩基多型(G→AまたはC→T)により決定されることを確認した。 In one specific example of the present invention, the gene that determines the trait of the powdered endosperm of rice is the mutant cyOsPPDK, and the characteristic of the powdered endosperm is a single nucleotide polymorphism (G → A or C →) in exon 8 of the mutant cyOsPPDK gene. It was confirmed that it was determined by T).

このような側面で、本発明は、他の態様により、本発明の粉質胚乳の形質を決定する新規な配列の遺伝子に対する一塩基多型を提供する。 In this aspect, the invention provides, in other embodiments, single nucleotide polymorphisms for genes of novel sequences that determine the traits of the powdered endosperm of the invention.

具体的には、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)の情報に基づいて5番染色体に位置する候補遺伝子PPDK1(Pyruvate、phosphate dikinase1)の転写体の情報を基礎に、OS05G0405000-02(19,718,538-19,737,605bp)の塩基配列に基づいてナミル稲と本発明のFLO4-4(Namil(SA)-FLO2)のPPDK1内19,718,785-19,726,340(7,556bp)の塩基配列を分析し、標準のゲノムであるNipponbare(IRGSP 1.0)と比較した結果、ナミル稲とNamil(SA)-FLO2との間には1つのSNPが探索され、前記SNPは、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在し、これは配列番号1(ナミル稲由来のポリヌクレオチド配列、ch5:19,726,340-19,718,785)または配列番号2の配列において4055番目の塩基、配列番号9の4093番目の塩基に相応する。 Specifically, based on the information on the transcript of the candidate gene PPDK1 (Pyruvate, phosphate dikinase1) located on chromosome 5 based on the information on the standard genome of rice (IRGSP 1.0), OS05G0405000-02 (19,718, 19,718,785-19,726,340 (7,556bp) in PPDK1 of Namil rice and FLO4-4 (Namil (SA) -FLO2) of the present invention based on the nucleotide sequence of 538-19,737,605bp). As a result of analyzing the base sequence of Nucleotide sequence and comparing it with the standard genome Nipponbare (IRGSP 1.0), one SNP was searched between Namil rice and Namil (SA) -FLO2, and the SNP was the standard of rice. It is located in the genome (IRGSP 1.0) at the position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5, which is SEQ ID NO: 1 (polynucleotide sequence derived from Namil rice, ch5: 19,726,340-19,718,785. ) Or the 4055th base in the sequence of SEQ ID NO: 2, and the 4093th base of SEQ ID NO: 9.

より具体的には、前記稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在するSNPマーカーは塩基がAであってもよい。より具体的には、前記配列番号1のポリヌクレオチド配列において4055番目の位置; 配列番号9のポリヌクレオチド配列において4093番目の位置に存在するGがAで置換されることであり、これにより、前記遺伝子によりコードされるが、タンパク質の配列においてアミノ酸Glycine(Gly、G)がAspartic acid(Asp、D)に変異され、粉質胚乳の形質を示すようにする。 More specifically, the SNP marker present at the position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0) may have a base of A. More specifically, G located at position 4055 in the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 1; position 4093 in the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 is replaced with A, whereby the said. Although encoded by the gene, the amino acids Glycine (Gly, G) are mutated to Aspartic acid (Asp, D) in the protein sequence to exhibit the traits of powdered embryo.

したがって、前記一塩基多型は、前記配列番号1で示されるポリヌクレオチド配列の4055番目の位置のGがAまたは配列番号9で示されるポリヌクレオチド配列の4093番目の位置のGがAであってもよい。 Therefore, in the single nucleotide polymorphism, G at position 4055 of the polynucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 is A or G at position 4093 of the polynucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 9 is A. May be good.

本発明で使用される用語、「一塩基多型(Single Nucleotide polymorphism、SNP)」とは、一つの遺伝子座(locus)に、二つ以上の対立遺伝子(allele)が存在する場合を「多型」といい、前記多型部位の中で、単一の塩基のみが異なることを一塩基多型という。また、前記用語、「対立遺伝子(allele)」とは、相同染色体の同一な遺伝子座に存在する一つの遺伝子の様々な形態をいい、SNPは二種類の対立遺伝子(biallele)を有する。 The term "Single Nucleotide polymorphism (SNP)" used in the present invention refers to the case where two or more alleles are present at one locus. It is called a single nucleotide polymorphism that only a single base is different in the polymorphism site. Further, the term "allele" refers to various forms of one gene existing at the same locus on a homologous chromosome, and SNP has two types of alleles.

前記本発明の一塩基多型を粉質胚乳の特性を判別するのに使用することができるという側面で、本発明は、他の態様により、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在する一塩基多型(SNP)マーカーを検出することができる製剤を含む、請求項1の遺伝子による粉質胚乳形質判別用組成物を提供する。 In the aspect that the single nucleotide polymorphism of the present invention can be used to determine the characteristics of powdered embryo, the present invention is, according to another aspect, of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0). Provided is a composition for discriminating powdery embryonic milk by the gene according to claim 1, which comprises a preparation capable of detecting a single nucleotide polymorphism (SNP) marker present at a position corresponding to 19,722,254 bp.

本発明に係る粉質胚乳の特性判別用組成物は、ジャポニカ(Japonica)系統を含むすべての稲の品種の粉質胚乳の特性を判別するために使用することができ、一具現例として、ナミル突然変異後代系統Namil(SA)-FLO2の粉質胚乳を判別することができるが、これらに限定されるものではない。また、前記組成物は、二つ以上の稲の品種間の交雑による後代系統にも適用することができるだけでなく、前述した稲の品種を主原料として製造された加工生産品も拡張して適用することができる。 The composition for determining the characteristics of powdered endosperm according to the present invention can be used to determine the characteristics of powdered endosperm of all rice varieties including the Japonica line, and as an embodiment, Namil The powdered endosperm of the mutant progeny Namil (SA) -FLO2 can be discriminated, but is not limited to these. Further, the composition can be applied not only to progeny lines by crossing between two or more rice varieties, but also to extended processed products manufactured using the above-mentioned rice varieties as a main raw material. can do.

前記一塩基多型を検出することができる製剤は、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置の塩基を含む10個~300個の連続した核酸配列からなるポリヌクレオチドまたはこれに相補的なポリヌクレオチドと特異的にハイブリダイズするプローブ;またはこれを増幅することができるプライマーであってもよい。 The preparation capable of detecting the single nucleotide polymorphism is a sequence of 10 to 300 consecutive nucleic acids containing a base at a position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0). It may be a polynucleotide consisting of a polynucleotide or a probe that specifically hybridizes with a polynucleotide complementary thereto; or a primer capable of amplifying the same.

本発明で使用される用語、「プライマー」とは、短い自由3末端水酸化基(free 3’hydroxyl group)を有する塩基配列で相補的な鋳型(template)と塩基対(base pair)を形成することができ、鋳型鎖のコピーのための出発点としての機能をする短配列を意味する。プライマーの適切な長さは、使用目的に応じて変わり得るが、一般的に15~30個の塩基で構成される。プライマー配列は、鋳型と完全に相補的である必要はないが、鋳型とハイブリダイズする程度に十分に相補的でなければならない。前記プライマーは、多型部位を含むDNA配列にハイブリダイズし、多型部位を含むDNA断片を増幅させることができる。 The term "primer" as used in the present invention forms a base pair with a complementary template with a base sequence having a short free 3'hydroxyl group. It can mean a short sequence that can serve as a starting point for copying the template strand. The appropriate length of the primer may vary depending on the intended use, but is generally composed of 15-30 bases. The primer sequence does not have to be completely complementary to the template, but it must be sufficiently complementary to hybridize with the template. The primer can hybridize to a DNA sequence containing a polymorphic site and amplify a DNA fragment containing the polymorphic site.

本発明の目的上、前記プライマーは粉質胚乳の特性と密接な関連性を示す一塩基多型部位を増幅させ、例えば、配列番号3で示される正方向プライマー及び配列番号4で示される逆方向プライマーからなるプライマーセット;または配列番号5で示される外部正方向プライマー、配列番号6で示される外部逆方向プライマー、配列番号7で示される内部正方向プライマー、及び配列番号8で示される内部逆方向プライマーからなるプライマーセットであってもよいが、これらに制限されるものではない。 For the purposes of the present invention, the primers amplify single nucleotide polymorphism sites that are closely related to the properties of powdered endosperm, for example, the forward primer shown in SEQ ID NO: 3 and the reverse direction shown in SEQ ID NO: 4. A primer set consisting of primers; or an external forward primer set forth in SEQ ID NO: 5, an external reverse primer set forth in SEQ ID NO: 6, an internal forward primer set forth in SEQ ID NO: 7, and an internal reverse primer set forth in SEQ ID NO: 8. It may be a primer set consisting of primers, but is not limited thereto.

または、前記一塩基多型を検出することができる製剤は、配列番号1または配列番号2で示されるポリヌクレオチド配列の4055番目の位置、または配列番号9で示されるポリヌクレオチド配列の4093番目の位置に存在する、一塩基多型部位を含む10個~300個の連続した核酸配列からなるポリヌクレオチドまたはこれに相補的なポリヌクレオチドと特異的にハイブリダイズするプローブ;またはこれを増幅するプライマーであってもよい。 Alternatively, the preparation capable of detecting the one-base polymorphism is the position 4055 of the polynucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, or the position 4093 of the polynucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 9. A probe that specifically hybridizes with a polynucleotide consisting of 10 to 300 consecutive nucleic acid sequences containing a single base polymorphic site or a polynucleotide complementary thereto; or a primer that amplifies the polynucleotide. You may.

本発明の一具現例により、前記製剤は、配列番号3で示される正方向プライマー及び配列番号4で示される逆方向プライマーからなるプライマーセット;または配列番号5で示される外部正方向プライマー、配列番号6で示される外部逆方向プライマー、配列番号7で示される内部正方向プライマー、及び配列番号8で示される内部逆方向プライマーからなるプライマーセットであってもよい。 According to one embodiment of the present invention, the pharmaceutical product is a primer set consisting of a forward primer set forth in SEQ ID NO: 3 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 4; or an external positive primer set forth in SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: It may be a primer set consisting of the external reverse primer shown by 6, the internal forward primer shown by SEQ ID NO: 7, and the internal reverse primer shown by SEQ ID NO: 8.

または、前記プライマーセットは、好ましくは、配列番号3及び配列番号4で示されるそれぞれの塩基配列と好ましくは80%以上の配列相同性、より好ましく90%以上の配列相同性、さらに好ましく95%以上の配列相同性、最も好ましくは99%以上の配列相同性を有するいずれか一つの塩基配列からなってもよいが、前述した一塩基多型の部位を増幅させることができれば、制限なく含むことができる。 Alternatively, the primer set is preferably preferably 80% or more of sequence homology, more preferably 90% or more of sequence homology, and further preferably 95% or more of each base sequence represented by SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4. It may consist of any one base sequence having sequence homology of, most preferably 99% or more, but it may be included without limitation as long as the above-mentioned site of the one-base polymorphism can be amplified. can.

前記プライマーセットは、好ましくは配列番号5~配列番号8で示されるそれぞれの塩基配列と、好ましくは80%以上の配列相同性、より好ましく90%以上の配列相同性、さらに好ましくは95%の以上の配列相同性、最も好ましくは99%以上の配列相同性を有するいずれか一つの塩基配列からなってもよいが、前述した一塩基多型の部位を増幅させることができれば、制限なく含むことができる。 The primer set is preferably 80% or more of sequence homology, more preferably 90% or more of sequence homology, and further preferably 95% or more of each base sequence represented by SEQ ID NOs: 5 to 8. It may consist of any one base sequence having sequence homology of, most preferably 99% or more, but it may be included without limitation as long as the above-mentioned site of the one-base polymorphism can be amplified. can.

本発明のプライマーまたはプローブは、ホスホロアミダイト固体支持体方法、またはその他の広く公知となった方法を使用して化学的に合成することができる。このような核酸配列は、また、当該分野において公知となった多くの手段を利用して変形させることができる。前記変形の非限定的な例としては、メチル化、キャップ化、天然ヌクレオチド一つ以上の同族体への置換、及びヌクレオチド間の変形、例えば、荷電されない連結体(例えば、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホロアミダイト、カルバメートなど)または荷電された連結体(例えば、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエートなど)への変形がある。 The primers or probes of the present invention can be chemically synthesized using the phosphoramidite solid support method or other widely known methods. Such nucleic acid sequences can also be modified using many means known in the art. Non-limiting examples of such modifications include methylation, capping, substitution with one or more homologues of native nucleotides, and internucleotide variants, such as uncharged conjugates (eg, methylphosphonates, phosphotriesters). , Phosphoramidite, carbamate, etc.) or transformations to charged conjugates (eg, phosphorothioate, phosphorodithioate, etc.).

また、本発明は、他の態様により、前記粉質胚乳形質判別用組成物を含む稲の粉質胚乳の形質を決定するcyOsPPDK(cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase)遺伝子による粉質胚乳形質判別用キットを提供する。 Further, the present invention provides a kit for discriminating powdered endosperm using the cyOsPPDK (cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase) gene for determining the trait of powdered endosperm of rice containing the composition for discriminating powdered endosperm according to another aspect. do.

本発明に係るキットは、前記組成物以外にも、PCR反応を容易に遂行させるDNAポリメラーゼ、dNTP、及びPCR緩衝溶液をさらに含むことができ、これだけでなく、PCR産物の増幅有無を確認することができる電気泳動の遂行に必要な構成成分、または公知となった品種に対する同定基準表が、本発明のキットにさらに含まれてもよい。また、前記キットは、プローブによる反応を効果的に遂行するための公知の構成をさらに含むことができる。 In addition to the above composition, the kit according to the present invention can further contain a DNA polymerase, dNTP, and a PCR buffer solution that facilitate the PCR reaction, and not only this, but also confirming the presence or absence of amplification of the PCR product. The kit of the present invention may further include an identification criteria table for the constituents necessary for carrying out the electrophoresis capable of performing the polymerization, or the known varieties. In addition, the kit can further include known configurations for effectively carrying out the reaction with the probe.

また、本発明は、他の態様により、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在する一塩基多型(SNP)マーカーを確認することを含む請求項1の遺伝子による粉質胚乳形質判別方法を提供する。 The present invention also comprises identifying a single nucleotide polymorphism (SNP) marker present at a position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the rice standard genome (IRGSP 1.0) by another aspect. A method for discriminating powdery endosperm traits based on the gene of claim 1 is provided.

前記一塩基多型は、配列番号1または配列番号2で示されるポリヌクレオチド配列の4055番目の位置;または配列番号9で示されるポリヌクレオチド配列の4093番目の位置に存在するものであってもよい。 The single nucleotide polymorphism may be present at position 4055 of the polynucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2; or at position 4093 of the polynucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 9. ..

本発明の粉質胚乳の特性判別方法は、上述した粉質胚乳特性判別用組成物において記述した構成成分を利用するため、この両者間に共通の内容は、本明細書の過度な複雑性を避けるために、その記載を省略する。 Since the method for determining the characteristics of powdered endosperm of the present invention utilizes the constituents described in the above-mentioned composition for determining the characteristics of powdered endosperm, the content common to both of them is the excessive complexity of the present specification. To avoid this, the description is omitted.

前記多型部位の塩基は、試料から分離された核酸試料から、一塩基多型マーカーの多型部位を増幅したり、一塩基多型マーカーを検出することができるプローブとハイブリダイズして多型部位の塩基を確認することができる。 The base of the polymorphism site hybridizes with a probe capable of amplifying the polymorphism site of the single nucleotide polymorphism marker or detecting the single nucleotide polymorphism marker from the nucleic acid sample separated from the sample, and the polymorphism. The base of the site can be confirmed.

例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、リガーゼ連鎖反応(LCR)、転写増幅(transcription amplification)、自己保持配列複製及び核酸に基づいた配列増幅(NASBA)を利用して多型部位を増幅することができる。 For example, polymerase chain reaction (PCR), ligase chain reaction (LCR), transcription amplification (transcription amplification), self-retaining sequence replication and nucleic acid-based sequence amplification (NASBA) can be utilized to amplify polymorphic sites. ..

多型部位の塩基の確認は、シーケンス分析、マイクロアレイ(microarray)によるハイブリダイズ、対立遺伝子特異的なPCR(allele specific PCR)、ダイナミック対立遺伝子ハイブリダイゼーション(dynamic allele-specific hybridization、DASH)、PCR延長分析、SSCP 、PCR-RFLP分析、TaqMan技法、SNPlexプラットフォーム(Applied Biosystems)、質量分析法(例えば、SequenomのMassARRAYシステム)、ミニシーケンシング(mini-sequencing)方法、Bio-Plexシステム(BioRad)、CEQ及びSNPstreamシステム(Beckman)、Molecular Inversion Probeアレイ技術(例えば、Affymetrix GeneChip)、及びBeadChip(IlluminaのHumanOmni2.5-8)などを含むが、これに限定されない。例えば、SNPチップを利用して多型部位の塩基を確認することができる。SNPチップは、数十万個のSNPの各塩基を一度に確認することができるDNAマイクロアレイの一つを意味する。 Confirmation of bases at polymorphic sites includes sequence analysis, microarray hybridization, allele specific PCR, dynamic allele-specific hybridization (DASH), and PCR extension analysis. , SCSP, PCR-RFLP analysis, TaqMan technique, SNPlex platform (Applied Biosystems), mass spectrometry (eg Sequenom's MassARRAY system), mini-sequencing method, Bio-Plex system (BioRad), CEQ and Includes, but is not limited to, SNPstream systems (Beckman), Polymerase Hybrid Array technologies (eg, Affymetrix GeneChip), and BedChips (Illumina HumanOmni2.5-8). For example, the base of the polymorphic site can be confirmed by using the SNP chip. The SNP chip means one of the DNA microarrays capable of confirming each base of hundreds of thousands of SNPs at one time.

シーケンス分析は、塩基配列の決定のための通常の方法を使用することができ、自動化された遺伝子分析機器を利用して遂行することができる。また、対立遺伝子特異的PCRは、SNPが位置する塩基を3’末端にして考案したプライマーを含むプライマーセットで前記SNPが位置するDNA断片を増幅するPCR方法を意味する。前記方法の原理は、例えば、特定の塩基がGからAに置換された場合、前記Gを3’末端塩基として含むプライマー及び適当な大きさのDNA断片を増幅することができる逆方向プライマーを考案してPCR反応を行う場合、前記SNP位置の塩基がGである場合には、増幅反応が正常に行われて目的とする位置のバンドが観察され、前記塩基がAで置換された場合には、プライマーは、鋳型DNAに相補結合することができるが、3’末端の方が相補結合を行わないことにより、増幅反応が適切に行われない点を用いたことである。DASHは、常法で実行することができ、好ましくは、プリンスなどによる方法により行うことができる。 Sequencing analysis can be performed using conventional methods for sequencing and utilizing automated gene analysis equipment. Further, the allele-specific PCR means a PCR method for amplifying a DNA fragment in which the SNP is located with a primer set containing a primer devised with the base in which the SNP is located at the 3'end. The principle of the method is, for example, devised a primer containing the G as a 3'end base and a reverse primer capable of amplifying a DNA fragment of an appropriate size when a specific base is replaced from G to A. When the PCR reaction is carried out, if the base at the SNP position is G, the amplification reaction is normally performed and a band at the target position is observed, and if the base is replaced with A, the band is observed. , The primer can complementarily bind to the template DNA, but the point that the amplification reaction is not properly performed is used because the complementary binding is not performed at the 3'end. DASH can be carried out by a conventional method, preferably by a method such as Prince.

PCR延長分析は、まず、一塩基多型が位置する塩基を含むDNA断片をプライマー対で増幅を行った後、反応に添加されたすべてのヌクレオチドを脱リン酸化することにより不活性化させ、これにSNP特異的延長プライマー、dNTP混合物、ジデオキシヌクレオチド、反応緩衝液及びDNAポリメラーゼを添加してプライマー延長反応を遂行することにより行われる。このとき、延長プライマーは、SNPが位置する塩基の5’方向にすぐに隣接した塩基を3’末端とし、dNTP混合物には、ジデオキシヌクレオチドと同一な塩基を有する核酸が除外され、前記ジデオキシヌクレオチドはSNPを示す塩基の種類中の一つから選択される。例えば、AからGへの置換がある場合、dGTP、dCTP、及びTTPの混合物とddATPを反応に添加する場合、前記置換が起こった塩基においてプライマーは、DNAポリメラーゼにより延長され、いくつかの塩基が過ぎた後、A塩基が最初に現れる位置においてddATPによりプライマー延長反応が終結される。もし前記置換が起こらなかったら、その位置で延長反応が終結するため、前記延長されたプライマーの長さを比較することにより、SNPを示す塩基の種類を判別することができるようになる。 In PCR extension analysis, a DNA fragment containing a base containing a single nucleotide polymorphism is first amplified with a primer pair, and then all nucleotides added to the reaction are dephosphorylated to inactivate it. It is carried out by adding an SNP-specific extension primer, a dNTP mixture, a dideoxynucleotide, a reaction buffer and a DNA polymerase to carry out the primer extension reaction. At this time, the extension primer has a base immediately adjacent to the base in which the SNP is located in the 5'direction as the 3'end, and the dNTP mixture excludes a nucleic acid having the same base as the dideoxynucleotide, and the dideoxynucleotide is used. It is selected from one of the types of bases indicating SNP. For example, when there is a substitution from A to G, when a mixture of dGTP, dCTP, and TTP and ddATP are added to the reaction, the primer is extended by the DNA polymerase at the base where the substitution occurred, and some bases are added. After that, the primer extension reaction is terminated by ddATP at the position where the A base first appears. If the substitution does not occur, the extension reaction ends at that position, so that the type of base indicating SNP can be determined by comparing the lengths of the extended primers.

このとき、検出方法としては、延長プライマーまたはジデオキシヌクレオチドを蛍光標識した場合には、一般的な塩基配列の決定に使用される遺伝子分析機器(例えば、ABI社のModel 3700など)を使用して蛍光を検出することにより、前記SNPを検出することができ、無標識の延長プライマー及びジデオキシヌクレオチドを使用する場合には、MALDI-TOF(matrix assisted laser desorption ionization-time of flight)技法を用いて分子量を測定することにより、前記SNPを検出することができる。 At this time, as a detection method, when an extension primer or a dideoxynucleotide is fluorescently labeled, fluorescence is performed using a gene analysis device (for example, Model 3700 manufactured by ABI) used for determining a general base sequence. The SNP can be detected by detecting, and when an unlabeled extended primer and a dideoxynucleotide are used, the molecular weight is determined using the MALDI-TOF (matrix assisted laser desorption ionization-time of flight) technique. By measuring, the SNP can be detected.

本発明の一具現例として、前記粉質胚乳形質判別方法は、(a)試料から分離されたゲノムDNAを鋳型として、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置の塩基を含む10個~300個の連続した核酸配列からなるポリヌクレオチドまたはこれに相補的なポリヌクレオチドを増幅することができるプライマーを用いてPCRを行うこと;及び(b)前記PCRにより増幅された反応物を確認することをさらに含み、試料個体の粉質胚乳の形質有無を判別することができる。前記PCR反応物がcyOsPPDK遺伝子を有する個体(Namil(SA)-FLO2)と同一な結果を示すと、前記試料の植物個体は粉質胚乳特性を有すると言える。 As an embodiment of the present invention, in the method for discriminating the powdery embryonic milk trait, (a) the genomic DNA isolated from the sample is used as a template, and the standard genome of rice (IRGSP 1.0) is set to 19,722,254 bp of chromosome 5. PCR is performed with a primer capable of amplifying a polynucleotide consisting of 10 to 300 consecutive nucleic acid sequences containing a base at a corresponding position or a polynucleotide complementary thereto; and (b) the PCR. Further, it is possible to determine the presence or absence of traits in the powdered embryonic milk of the sample individual, including confirmation of the reaction product amplified by the above. If the PCR reaction product shows the same result as the individual having the cyOsPPDK gene (Namil (SA) -FLO2), it can be said that the individual plant of the sample has powdery endosperm characteristics.

または、本発明の他の具現例として、前記粉質胚乳形質判別方法は、(a’)試料から分離されたゲノムDNAを鋳型として、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置の塩基を含む10個~300個の連続した核酸配列からなるポリヌクレオチドまたはこれに相補的なポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするプローブで反応させることをさらに含むことができる。 Alternatively, as another embodiment of the present invention, in the powdery embryo milk trait discrimination method, the genomic DNA isolated from the (a') sample is used as a template in the standard genome of rice (IRGSP 1.0), and the number 5 is 19. Further comprising reacting with a probe consisting of a polynucleotide consisting of 10 to 300 contiguous nucleic acid sequences containing a base at a position corresponding to 722,254 bp or a probe specifically hybridizing to a polynucleotide complementary thereto. can.

前記粉質胚乳形質判別方法は、前記(b)の増幅された産物に制限酵素を処理することをさらに含むことができる。より具体的には、前記制限酵素は、Hinf Iであってもよい。前記制限酵素処理により、PCR増幅された反応物が2つ以上の断片に切断された場合、粉質胚乳の特性を有すると分離することができる。しかし、これは、プライマーの設計特性に応じて、制限酵素の種類及びそれに伴う反応様相が変わることがある。 The powdered endosperm trait discrimination method can further include treating the amplified product of (b) with a restriction enzyme. More specifically, the restriction enzyme may be Hinf I. When the PCR-amplified reaction product is cleaved into two or more fragments by the restriction enzyme treatment, it can be separated as having the characteristics of powdered endosperm. However, this may change the type of restriction enzyme and the reaction aspect associated with it, depending on the design characteristics of the primer.

本発明の一具現例として、前記(a)において一塩基多型を検出することができる製剤は、配列番号3で示される正方向プライマー及び配列番号4で示される逆方向プライマーからなるプライマーセット;または配列番号5で示される外部正方向プライマー、配列番号6で示される外部逆方向プライマー、配列番号7で示される内部正方向プライマー、及び配列番号8で示される内部逆方向プライマーからなるプライマーセットであってもよい。 As an embodiment of the present invention, the pharmaceutical product capable of detecting a single nucleotide polymorphism in (a) above is a primer set consisting of the forward primer shown in SEQ ID NO: 3 and the reverse primer shown in SEQ ID NO: 4. Alternatively, with a primer set consisting of the external forward primer shown by SEQ ID NO: 5, the external reverse primer shown by SEQ ID NO: 6, the internal forward primer shown by SEQ ID NO: 7, and the internal reverse primer shown by SEQ ID NO: 8. There may be.

本発明において、試料はジャポニカ(Japonica)系統を含むすべての稲の品種(候補品種)、または、ナミル突然変異後代系統Namil(SA)-FLO2から得ることができ、これだけでなく、前述した稲の品種を主原料として製造された加工製品からも得ることができる。 In the present invention, the sample can be obtained from all rice varieties (candidate varieties) including the Japonica line, or the Namil mutant progeny line Namil (SA) -FLO2, as well as the above-mentioned rice. It can also be obtained from processed products manufactured using varieties as the main raw material.

本発明において、試料から分離されたゲノムDNAは、当業界において通常に使用されるSDS抽出法、CTAB分離法(Cetyl trimethyl Ammonium Bromide)、または商業的に販売されるDNA抽出キットを用いて得ることができる。 In the present invention, genomic DNA isolated from a sample can be obtained by using an SDS extraction method commonly used in the art, a CTAB separation method (Cetyl trimethyl Ammonium Bromide), or a commercially available DNA extraction kit. Can be done.

本発明におけるPCRは、real-time PCR、qRT-PCRまたはmultiplex PCRからなる群から選択されるいずれか一つで遂行することができるが、候補品種または試料内に、前述した一塩基多型部位を増幅することができる方法であれば、制限なく含むことができる。これと共に、前記PCR産物に制限酵素を追加で処理することができ、ここで、前記制限酵素は、Hinf Iであってもよいが、これに制限されるものではない。 The PCR in the present invention can be carried out by any one selected from the group consisting of real-time PCR, qRT-PCR or multiplex PCR, and the above-mentioned single nucleotide polymorphism site in the candidate variety or sample. Can be included without limitation as long as it is a method capable of amplifying. Along with this, the PCR product can be additionally treated with a restriction enzyme, where the restriction enzyme may be, but is not limited to, Hinf I.

本発明におけるPCRにより増幅された産物を確認する段階は、DNAチップ、ゲル電気泳動、放射性の測定、蛍光測定、または燐光測定を通じて行うことができるが、これに限定されない。増幅産物を検出する方法の一つとして、ゲル電気泳動を行うことができ、ゲル電気泳動は、増幅産物のサイズに応じてアガロースゲル電気泳動またはアクリルイミドゲル電気泳動を利用することができる。 The step of confirming the product amplified by PCR in the present invention can be performed through, but is not limited to, DNA chip, gel electrophoresis, radiometric measurement, fluorescence measurement, or phosphorescence measurement. As one of the methods for detecting the amplified product, gel electrophoresis can be performed, and the gel electrophoresis can utilize agarose gel electrophoresis or acrylicimide gel electrophoresis depending on the size of the amplified product.

以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示する。しかし、下記実施例は、本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、下記実施例により、本発明の内容が限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments will be presented to aid in the understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[準備例]実験準備及び方法
準備例1.実験植物体及び材料
ナミル稲及び粉質胚乳の特性を有するNamil(SA)-FLO2のDNAは、それぞれの若い葉を採取した後、CTAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide)方法(Murray&Thomason、1980)を利用して抽出した。抽出されたDNAは、0.8%agarose gel電気泳動を通じて確認し、NanoDrop spectrophotometer(Thermo Fisher Scientific、USA)を用いて定量した後、5ng/μlで希釈してPCRに用いた。
[Preparation example] Experiment preparation and method Preparation example 1. Experimental Plants and Materials The DNA of Namil (SA) -FLO2, which has the characteristics of Namil rice and powdered endosperm, is obtained by using the CTAB (Cetyltrimethyl ammonium bromide) method (Murray & Thomason, 1980) after collecting each young leaf. Extracted. The extracted DNA was confirmed by 0.8% agarose gel electrophoresis, quantified using NanoDrop spectrophotometer (Thermo Fisher Scientific, USA), diluted at 5 ng / μl and used for PCR.

Namil(SA)-FLO2/密陽23のF2母集団と親系統は、釜山大学の実験地域で栽培され、粉質胚乳遺伝子の精密遺伝子地図のためにF3:4ファミリー群を製造した。メーカーの指示に従ってNucleoSpin(登録商標)Plant IIキット(MACHEREY-NAGEL GmbH&Co.KG、Germany)を使用してすべての遺伝子型の新鮮な葉から全ゲノムDNAを抽出した。 The F2 population and parent line of Namil (SA) -FLO2 / Miryang 23 were cultivated in the experimental area of Busan University and produced the F 3: 4 family group for a precise gene map of the powdered endosperm gene. Whole-genome DNA was extracted from fresh leaves of all genotypes using the Nucleo Spin® Plant II kit (MACHEREY-NAGEL GmbH & Co.KG, Germany) according to the manufacturer's instructions.

準備例2.再シーケンシング及び分子マーカーの開発
Namil(SA)-flo2と密陽23の全ゲノムは、Illumina HiSeq 2500シーケンスシステムプラットフォーム(Illumina Inc. USA)を使用し、平均75倍のカバレッジで再シーケンシングされた。ロー(raw)配列リード(read)を稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)に対して整列した(Kawahara et al., 2013)。粉質胚乳に関連する遺伝子地図を作成するために、欠損値(missing value)のないSNP、対立遺伝子型頻度(MAF:minor allele frequency)>0.05、両親配列に対する遺伝子型コール(genotype call)が使用された。標的部位を小さくするために、Oligo7.0ソフトウェアを利用してSNPを選択し、8個の切断増幅された多型配列(CAPS:amplified polymorphic sequence)マーカーを開発した。
Preparation example 2. Resequencing and Development of Molecular Markers The entire genomes of Namil (SA) -flo2 and Miryang 23 were resequencing with an average of 75x coverage using the Illumina HiSeq 2500 Sequence System Platform (Illumina Inc. USA). .. Raw sequence reads were aligned with the rice standard genome (IRGSP 1.0) (Kawahara et al., 2013). SNP without missing value, minor allele frequency (MAF)> 0.05, genotype call for parental sequences to create a genetic map associated with powdered embryo. Was used. In order to reduce the target site, SNPs were selected using Oligo 7.0 software and eight truncated polymorphic sequence (CAPS) markers were developed.

準備例3.精巧な粉質胚乳決定遺伝子地図の作成
候補領域を見つけるために、RM18624とRM18639との間のゲノム領域がヘテロであるF2世代をF3世代に成長させた。次に、F3植物体を自己交配させ、F3:4種子を得た。父母系統と、ランダムに選ばれた96個のF3:4組換え体の皮をむいて、胚乳を肉眼で検査し、8個のCAPSマーカーで遺伝子型を確認した。当該領域のオープンリーディングフレーム(ORF)と、当該領域における機能性は、MSU Rice Genome Annotation Project Database(http://rice.plant biolo gy.msu.edu/)に開示されている。
Preparation example 3. Creation of an elaborate powdery endosperm-determining gene map In order to find candidate regions, the F2 generation, whose genomic region between RM18624 and RM18639 is heterogeneous, was grown to the F3 generation. Next, F3 plants were self-mating to obtain F 3: 4 seeds. The parental strain and 96 randomly selected F 3: 4 recombinants were peeled and the endosperm was visually inspected and genotyped with 8 CAPS markers. The open reading frame (ORF) of the region and the functionality in the region are disclosed in the MSU Rice Genome Annotation Project Database (http://rice.plattbiology.mus.edu/).

PCRは、10ngのDNA鋳型、10pmolの各プライマー、1xPCRバッファ[50mM KCl、10mM Tris-HCl(pH9.0)、0.1%Triton X-100、及び1.5mM MgCl2]、0.2mMのdNTP、1unitのTaq DNAポリメラーゼ(Nurotics、Korea)1unitを含む20-μl(体積)の溶液で行われた。PCRは、以下の条件でMJ Research PTC-100 thermocycler(Waltham、MA、USA)で行った:94℃で5分間の初期変性、94℃で30秒間の変性36サイクル、58℃での30秒間のアニーリング、及び1分間72℃で伸長と10分間72℃で最終伸長。PCR産物は、制限酵素(New England Biolabs)で切断された。CAPSマトを含むPCR産物の切断はWatCutプログラム(http://watcut.uwaterloo.ca/template.php?act=snp_new)を使用して探知された。切断産物は、6M尿素と1X TAEを使用して3%ポリアクリルアミドゲルにおいて80Vで分離され、MolecularImager(登録商標)Gel Doc(登録商標)XR System(Bio-Rad Laboratories、Inc. USA)を使用して視覚化した。 PCR was performed on a 10 ng DNA template, 10 pmol primers, 1xPCR buffer [50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl (pH 9.0), 0.1% Triton X-100, and 1.5 mM MgCl 2 ], 0.2 mM. It was performed in a 20-μl (volume) solution containing 1 unit of dNTP, 1 unit of Taq DNA polymerase (Nurotics, Korea). PCR was performed on the MJ Research PTC-100 thermal cycler (Waltham, MA, USA) under the following conditions: initial denaturation at 94 ° C. for 5 minutes, denaturation at 94 ° C. for 36 cycles, 30 seconds at 58 ° C. Annealing and stretching at 72 ° C for 1 minute and final elongation at 72 ° C for 10 minutes. The PCR product was cleaved with restriction enzymes (New England Biolabs). Cleavage of PCR products containing CAPS mats was detected using the WatCut program (http://watercut.waterloo.ca/template.php? Act=snp_new). Cleavage products are separated at 80 V on a 3% polyacrylamide gel using 6M urea and 1X TAE and using Molecular Imager® Gel Doc® XR System (Bio-Rad Laboratories, Inc. USA). Visualized.

準備例4.遺伝子クローニング及び変異位置同定
Namil(SA)-FLO2とナミル(Namil)においてcyOsPPDKのコーディング配列をCLC Sequence Viewer 7を使用して比較した。変異位置を確認するために、dCAPS Finder 2.0(http://helix.wustl.edu/dcaps/)を利用して粉質胚乳変異体Namil(SA)-flo2でHinfIにおいて制限酵素の位置に入れた。
Preparation example 4. Gene Cloning and Mutation Location Identification The coding sequences of cyOsPPDK in Namil (SA) -FLO2 and Namil were compared using CLC Sequence Viewer 7. To confirm the mutation position, use dCAPS Finder 2.0 (http://helix.wustl.edu/dcaps/) to position the restriction enzyme in HinfI with the powdered endosperm mutant Namil (SA) -flo2. I put it in.

突然変異部位を含有する161bp断片をNamil(SA)-flo2及びナミルからプライマーF(CCCAGGTGATGCAGGTGAG;配列番号32)及びR(GCACAGGTCTTGGACATTGC;配列番号33)を使用してPCR増幅させた。PCR産物は、5μlのPCR産物、1.5μlの10X NEBuffer、0.5μlHinfI及び8μlの超純水を含む15μl(体積)溶液上でHinfI(New England Biolabs)で切断され、37℃で2時間培養された。切断産物は、4%アガロースゲルで分離した。dCAPSマーカーはF3:4ファミリーと、それぞれの胚乳表現型を有する48種の韓国系稲品種の同時-分離分析にも使用された。日本晴(Nipponbare)のcyOsPPDK遺伝子配列に基づいて設計されたプライマーを使用して3つの重畳された部分でCyOsPPDK遺伝子の完全なゲノムDNAがクローニングされた。 A 161 bp fragment containing the mutation site was PCR amplified from Namil (SA) -flo2 and Namil using primers F (CCCAGGTGATGCAGGGTGAG; SEQ ID NO: 32) and R (GCACAGGTCTTGGACATTGC; SEQ ID NO: 33). The PCR product is cleaved with HinfI (New England Biolabs) on a 15 μl (volume) solution containing 5 μl of the PCR product, 1.5 μl of 10X NEBuffer, 0.5 μl HinfI and 8 μl of ultrapure water and cultured at 37 ° C. for 2 hours. Was done. The cleavage products were separated on a 4% agarose gel. The dCAPS marker was also used in the simultaneous-separation analysis of the F 3: 4 family and 48 Korean rice varieties with their respective endosperm phenotypes. The complete genomic DNA of the CyOsPPDK gene was cloned at three superposed moieties using primers designed based on the Nihonbare cyOsPPDK gene sequence.

Figure 0007004816000001
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準備例5.全RNA分離及びqRT-PCR分析
RNeasy Plant Miniキット(QIAGEN、Hilden、Germany)を使用して開花10日後(DAF)、ナミル及びNamil(SA)-flo2の米粒から全RNAを分離した。DNase I(QIAGEN、Hilden、Germany)でゲノムDNAを除去し、RNA to cDNA EcoDry Premixキット(Clontech、Mountain View、CA、USA)を使用して逆転写を行った。
Preparation example 5. Total RNA isolation and qRT-PCR analysis Total RNA was isolated from Namil and Namil (SA) -flo2 rice grains 10 days after flowering (DAF) using the RNeasy Plant Mini kit (QIAGEN, Hilden, Germany). Genomic DNA was removed with DNase I (QIAGEN, Hilden, Germany) and reverse transcription was performed using the RNA to cDNA EcoDry Premix kit (Clontech, Mountain View, CA, USA).

qRT-PCRは、Rotor-Gene Q装備(QIAGEN、Hilden、Germany)を有するQuantiNova SYBR Green RT-PCRキット(QIAGEN、Hilden、Germany)を使用し、次のPCR条件で行われた。95℃で10分間後、95℃で10秒間(40サイクル)、60℃で20秒間。フォールド変化は、ナミルに対して相対的に算出した。フォールド変化は、三回の反復実験の平均±標準偏差を示し、稲のActin 1(OsACT1;Os03g0718150)が内部対照群として使用された。qRT-PCRプライマー(qOsPPDKB)は FLO4-4のコーディング配列に基づいて設計され、表1のプライマーを使用した。 The qRT-PCR was performed using the Quanti Nova SYBR Green RT-PCR kit (QIAGEN, Hilden, Germany) with Rotor-Gene Q equipment (QIAGEN, Hilden, Germany) under the following PCR conditions. After 10 minutes at 95 ° C, 10 seconds (40 cycles) at 95 ° C, 20 seconds at 60 ° C. The fold change was calculated relative to Namil. The fold changes showed the mean ± standard deviation of the three iterations, and Actin 1 (OsACT1; Os03g0718150) of rice was used as the internal control group. The qRT-PCR primer (qOsPPDKB) was designed based on the coding sequence of FLO4-4 and the primers in Table 1 were used.

実験例1.粉質胚乳形質を決定する遺伝子の究明
実験例1-1.粉質胚乳に関連する遺伝子座の地図
準備例において再シーケンスされたNamil(SA)-flo2の全ゲノムをインディカ栽培種の密陽23を参照としてアラインした。すべての標的領域において合計2,604個のSNPが確認された。RM18624とRM18639の間のゲノム配列をテンプレートとして使用し、8個のCAPSマーカーを設計し(表2)、F3:4組換えファミリーに由来する60個の粉質胚乳個体と36個の正常個体を、遺伝子型分析に使用した。前記組換え体の遺伝子型とそれらの子孫の表現型の間に様々な比較を行った。
Experimental example 1. Investigation of genes that determine powdery endosperm trait Experimental example 1-1. Map of loci associated with powdered endosperm The entire genome of Namil (SA) -flo2 rearranged in the prepared example was aligned with reference to Miryang 23 of the indica cultivated species. A total of 2,604 SNPs were identified in all target areas. Using the genomic sequence between RM18624 and RM18639 as a template, 8 CAPS markers were designed (Table 2), with 60 powdered endosperm individuals and 36 normal individuals from the F 3: 4 recombinant family. Was used for genotyping. Various comparisons were made between the genotypes of the recombinants and the phenotypes of their offspring.

Figure 0007004816000002
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本発明の粉質胚乳に関連する候補遺伝子は、劣性遺伝子により調節されることが確認されたため、もし粉質胚乳個体のCAPSマーカー遺伝子型が密陽23または異型接合体遺伝子型と一致すれば、前記CAPSマーカー隣接領域は標的遺伝子の位置ではないと判断した。また、野生型胚乳を有する個体の中で、CAPSマーカー遺伝子型がNamil(SA)-FLO2と同一であれば、当該遺伝子の位置も標的遺伝子の位置ではないと判断した。 Since it was confirmed that the candidate gene related to the powdered milk of the present invention is regulated by the recessive gene, if the CAPS marker genotype of the powdered milk individual matches the positivity 23 or atypical zygotes genotype, It was determined that the region adjacent to the CAPS marker was not the position of the target gene. In addition, if the CAPS marker genotype is the same as Namil (SA) -FLO2 in the individual having wild-type endosperm, it was determined that the position of the gene is not the position of the target gene.

図1a及び図1bに示すように、CAPS 5-8に対してヘテロ遺伝子型と粉質胚乳を有する個体;とCAPS 1-4に対してNamil(SA)-flo2遺伝子型と正常胚乳を有する個体が同定された。標的領域をCAPS 8マーカーとRM18639と両端を表示した33kbの領域においてBACクローンOJ1174_H11とOSJNBb0006J12と地図上に表示した。 Individuals with heterozygous genotype and powdered endosperm for CAPS 5-8; and individuals with Namil (SA) -flo2 genotype and normal endosperm for CAPS 1-4, as shown in FIGS. 1a and 1b. Was identified. The target area was displayed on the map with the BAC clone OJ1174_H11 and OSJNBb0006J12 in the area of 33 kb displaying the CAPS 8 marker and RM18639 at both ends.

実験例1-2.粉質胚乳に対する候補遺伝子の分析
RAP-DB(Rice Annotation Project Database、http://rapdb.dna.affrc.go.jp/viewer/gbrowse/irgsp1/?name=chr02%3A1..105000)に基づいて、前記33kbの領域において4個の遺伝子を標的遺伝子の候補として予測した(図2a)。このうち、Os05g0404500が仮説のタンパク質(hypothetical)を暗号化すること、Os05g0404700はメチル結合タンパク質遺伝子MBD1と同様の機能遺伝子であり、Os05g0404901は保存された仮説のタンパク質をコードし、Os05g0405000はPPDK遺伝子であった。
Experimental Example 1-2. Analysis of candidate genes for powdered endosperm RAP-DB (Rice Annotation Project Database, http: //rapdb.dna.affrc.go.jp/viewer/gbrouse/irgssp1 /?name=chr02%3A1.105) , 4 genes were predicted as candidates for target genes in the 33 kb region (FIG. 2a). Of these, Os05g0404500 encodes a hypothetical protein (hypothetical), Os05g0404700 is a functional gene similar to the methyl-binding protein gene MBD1, Os05g0404901 encodes a conserved hypothetical protein, and Os05g0405000 is a PPDK gene. rice field.

Namil(SA)-flo2において4つの候補遺伝子と野生型NamilのシーケンスにおいてPPDKのエクソン8からG/A SNPが確認された(図1bの(B))。稲の登熟期に種子からPPDKの転写体類型を分析するために、Namil(SA)-flo2とNamilのPPDKをPF2/PR3(cyOsPPDK)とPF3/PR3(chOsPPDK)プライマーの組み合わせ(Kang et al. 2005)と、さらに、表1の3個のプライマー対を用いて配列を確認した。 G / A SNPs were confirmed from exon 8 of PPDK in the sequence of four candidate genes and wild-type Namil in Namil (SA) -flo2 ((B) in FIG. 1b). In order to analyze the transcript type of PPDK from seeds during the ripening stage of rice, Namil (SA) -flo2 and Namil PPDK are combined with PF2 / PR3 (cyOsPPDK) and PF3 / PR3 (chOsPPDK) primers (Kang et al). In 2005), the sequence was further confirmed using the three primer pairs in Table 1.

Namil(SA)-flo2とNamilのcyOsPPDK塩基配列を日本晴(Nipponbare)の塩基配列と比較した結果、Namil(SA)-flo2間のコーディング領域のSNPを除いては、イントロン領域に9個のSNP;とイントロン領域及び同質性突然変異を有するコーディング領域の2個のSNPから6個のInDel(挿入及び欠失)が探索された。本発明に係る新たな配列の劣性粉質胚乳に関連する遺伝子をFLOury4-4(FLO4-4)と命名した。Namil(SA)-flo2及びNamilのFLO4-4の全長コーディング配列はGenBankに寄託し、それぞれMG267058及びMG267056の登録番号が付与された。 As a result of comparing the base sequence of Namil (SA) -flo2 and CyOsPPDK of Namil with the base sequence of Nipponbare, 9 SNPs in the intron region except for the SNP of the coding region between Namil (SA) and flo2; Six Indels (insertions and deletions) were searched from the two SNPs in the intron region and the coding region with homologous mutations. The gene associated with the recessive powdery endosperm of the novel sequence according to the present invention was named FLOury4-4 (FLO4-4). The full-length coding sequences of Namil (SA) -flo2 and Namil FLO4-4 were deposited with GenBank and given registration numbers MG267058 and MG267056, respectively.

Figure 0007004816000003
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実験例1-3.粉質胚乳に関連する遺伝子の発現特性分析
dCAPSマーカーを使用してNamil(SA)-flo2とナミル(Namil)(Mo et al, 2013)の交配による94個のF2試料において粉質稲(grain)の比率変化に対するFLO4-4遺伝子の影響を確認した。
Experimental Example 1-3. Analysis of expression characteristics of genes related to powdered endosperm Powdered rice (grain) in 94 F2 samples by crossing Namil (SA) -flo2 with Namil (Mo et al, 2013) using the dCAPS marker. The effect of the FLO4-4 gene on the change in the ratio of

qRT-PCRを使用して登熟期の稲からFLO4-4の転写体の類型を調査した。Namil(SA)-flo2においてFLO4-4の相対的な発現レベルがNamilより遥かに高く(図11)、これは、FLO4-4の発現が登熟と関連があり、米粒の粉質感の違いは FLO4-4対立遺伝子から起因することを意味する。このような結果をすべて総合すると、FLO4-4が稲から粉質胚乳に原因となる遺伝子座(locus)であることを示唆する。 The type of FLO4-4 transcript was investigated from ripening rice using qRT-PCR. The relative expression level of FLO4-4 in Namil (SA) -flo2 was much higher than that of Namil (Fig. 11), which is related to the expression of FLO4-4 with ripening, and the difference in the powder texture of rice grains. It means that it is derived from the FLO4-4 allele. Taken together, all of these results suggest that FLO4-4 is the locus responsible for the powdered endosperm from rice.

実験例2.粉質胚乳の特性に関連する一塩基多型部位の究明
実験例2-1.ナミル稲とNamil(SA)-FLO2のPPDK1(OS05G0405000-02)遺伝子の塩基配列の肥料を通じた一塩基多型部位の究明
稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)の情報を基に、5番染色体に位置する候補遺伝子PPDK1(Pyruvate、phosphate dikinase1)の転写体の情報を確認し、OS05G0405000-02(19,718,538-19,737,605bp, http://ensembl.gramene.org/Oryza_sativa/Transcript/Summary?db=core;g=OS05G0405000;mr=5:19725828-19725829;r=5:19718000-19733014;t=OS05T0405000-02;tl=FRpMRF4sd5cjSKwa-7218-3304471)の塩基配列に基づいてシーケンスプライマー(sequencing primer)を合成してナミル稲とNamil(SA)-FLO2のPPDK1内の19,718,785-19,726,340(7,556bp)の塩基配列を分析した。具体的には、下記表1のプライマーセットを用いて3つの領域に区分してDNA断片を増幅し、その後、17個のシーケンスプライマーを用いて塩基配列の分析を行った。
Experimental example 2. Investigation of single nucleotide polymorphism sites related to the properties of powdered endosperm
Experimental Example 2-1. Investigation of single nucleotide polymorphism sites through fertilizer of the base sequence of Namil rice and PPDK1 (OS05G0405000-02) gene of Namil (SA) -FLO2
Based on the information of the rice standard genome (IRGSP 1.0), the information of the transcript of the candidate gene PPDK1 (Pyruvate, phosphate dikinase1) located on chromosome 5 was confirmed, and OS05G0405000-02 (19,718,538-19, 737, 605bp, http: //ensembl.gramene.org/Oryza_sativa/Transcript/Summary?db=core;g=OS05G0405000;mr=5:19725828-197258229; r=5:19718000-197314 ; A sequence primer (securing primer) was synthesized based on the base sequence of tl = FRpMRF4sd5cjSKwa-7218-3304471 ), and 19,718,785-19,726,340 (7) in PPDK1 of Namil rice and Namil (SA) -FLO2. , 556bp) was analyzed. Specifically, the DNA fragment was amplified by dividing it into three regions using the primer set shown in Table 1 below, and then the base sequence was analyzed using 17 sequence primers.

ナミル稲とNamil(SA)-FLO2のPPDK1内のOS05G0405000-02(reverse strand)の対応領域(7,556bp)に対する塩基配列を分析した結果、下記表2に示すように、標準ゲノムであるNipponbare(IRGSP 1.0)と比較してナミル稲は、6個のInDelと11個のSNPが探索され、Namil(SA)-FLO2は6個のInDelと12個のSNPが探索され、ナミル稲とNamil(SA)-FLO2間には1個のSNPが探索された。 As a result of analyzing the base sequence of OS05G0405000-02 (reverse strand) for the corresponding region (7,556 bp) in PPDK1 of Namil rice and Namil (SA) -FLO2, as shown in Table 2 below, Nipponbare (standard genome) Compared to IRGSP 1.0), Namil rice was searched for 6 Indels and 11 SNPs, and Namil (SA) -FLO2 was searched for 6 Indels and 12 SNPs, and Namil rice and Namil (SA). ) -One SNP was searched between FLO2.

また、前記探索された粉質胚乳の特性に関連するSNPは、図1bに示すように、IRGSP標準ゲノムにおいて19,722,254bpに該当する位置として、ナミル稲では「G」、Namil(SA)-FLO2では「A」であることを確認することができた。これは、OS05G0405000-02(reverse strand)のアミノ酸配列においてGlycine(Gly、G)からAspartic acid(Asp、D)に変更される変異を誘発することが確認できた。 In addition, as shown in FIG. 1b, the SNPs related to the properties of the powdered endosperm searched for are located at 19,722,254 bp in the IRGSP standard genome, and are "G" in Namil rice and Namil (SA). -In FLO2, it was possible to confirm that it was "A". It was confirmed that this induces a mutation in which the amino acid sequence of OS05G0405000-02 (reverse strand) is changed from Glycine (Gly, G) to Aspartic acid (Asp, D).

実験例2-2.Namil(SA)-FLO2の粉質胚乳の特性判別用プライマーセットの製作
イ.dCAPsプライマーセットの製作
前記実施例1で究明したSNPに対してdCAPS Finder 2.0(http://helix.wustl.edu/dcaps/dcaps.html)を使用してdCAPsプライマーを作製した。探索されたSNP周辺の60bpの塩基配列情報を活用し、1bp mismatchプライマーを探索し、それにより図2に示すように、dCAPS Finder 2.0によりナミル稲のforward sequenceを切断する14個のプライマー、ナミル稲のreverce sequenceを切断する7個のプライマーが確認された。また、Namil(SA)-FLO2のforward sequenceを切断するプライマー4個とNamil(SA)-FLO2のreverse sequenceを切断する5個のプライマーが探索された。最終的に、下記表3に示すように、粉質胚乳の特性を有するNamil(SA)-FLO2の切断が制限酵素(Hinf I)との安定した反応で進められるプライマーセットを選定した。
Experimental Example 2-2. Manufacture of primer set for characterizing Namil (SA) -FLO2 powdered endosperm
stomach. Preparation of dCAPs Primer Set A dCAPs primer was prepared using dCAPS Finder 2.0 (http://helix.wustl.edu/dcaps/dcaps.html) for the SNP investigated in Example 1 above. Using the 60 bp base sequence information around the searched SNP, a 1 bp mismatch primer was searched, and as shown in FIG. 2, 14 primers that cleave the forward sequence of Namil rice by dCAPS Finder 2.0. Seven primers were identified to cleave the reverse sequence of Namil rice. In addition, four primers that cleave the forward sequence of Namil (SA) -FLO2 and five primers that cleave the reverse sequence of Namil (SA) -FLO2 were searched for. Finally, as shown in Table 3 below, a primer set was selected in which cleavage of Namil (SA) -FLO2 having the characteristics of powdered endosperm is promoted by a stable reaction with a restriction enzyme (Hinf I).

Figure 0007004816000004
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PCRは、10ngのDNAと5pmolのforward及びreverseプライマー、0.2mM dNTP mix、1X PCR buffer [50mM KCl、10mM Tris-HCl(pH9.0)、0.1%Triton X-100、1.5mM MgCl2]及び1unitのTaq polymerase(Nurotics、Korea)を用いて総体積20ulで実施した。PTC-100(登録商標)thermocycler(Waltham、USA)を使用して95℃で5分間の初期変性後、95℃で20秒間、61℃で30秒間、72℃で60秒間、合計35回繰り返し、72℃で10分間反応させた。 PCR included 10 ng of DNA and 5 pmol of forward and reverse primers, 0.2 mM dNTP mix, 1X PCR buffer [50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl (pH 9.0), 0.1% Triton X-100, 1.5 mM MgCl. 2 ] and 1 unit of Taq polymerase (Nurotics, Korea) were used in a total volume of 20 ul. After initial denaturation at 95 ° C for 5 minutes using PTC-100® thermocycler (Waltham, USA), repeat at 95 ° C for 20 seconds, 61 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 60 seconds, a total of 35 times. The reaction was carried out at 72 ° C. for 10 minutes.

一方、制限酵素は、5’... GAGTC ...3’部位を切断するHinf Iを使用し、図3に示すように、ナミル稲は制限酵素により切断されない一方、Namil(SA)-FLO2はSNPによりGAGTCの配列を有するため、前記制限酵素により切断されるように設計した。制限酵素の処理は、1X enzyme buffer [50mM Potassium Acetate、20mM Tris-acetate、10mM Magnesium Acetate、100μg/ml BSA]、10ngのPCR product、5U Hinf I(NEB、UK)を用いて、総体積15μlで実施した。PTC-100TM thermocycler(Waltham、USA)を使用して、37℃で120分間反応させた。結果物は、FA(Flagment analyzer)を利用して電気泳動した後、それにより遺伝子型を判定した。 On the other hand, the restriction enzyme is 5'. .. .. GAGTC. .. .. Using Hinf I, which cleaves the 3'site, as shown in FIG. 3, Namil rice is not cleaved by a restriction enzyme, while Namil (SA) -FLO2 has a GAGTC sequence by SNP, so that it is cleaved by the restriction enzyme. Designed to be. Treatment with restriction enzymes was performed using 1X enzyme buffer [50 mM Potassium Acate, 20 mM Tris-actate, 10 mM Magnesium Actate, 100 μg / ml BSA], 10 ng of PCR product, 5 U Hinf I (NEB, UK). Carried out. The reaction was carried out at 37 ° C. for 120 minutes using a PTC-100 TM thermal cycler (Waltham, USA). The result was electrophoresed using FA (Flagment analyzer), and then the genotype was determined.

その結果、表5及び図4に示すように、Namil(SA)-FLO2、ナミル稲、及び標準ゲノム(IRGSP 1.0、Nipponbare)は161bpが増幅されたが、前記Hinf I制限酵素によりNamil(SA)-FLO2は17、154bpの形態に切断され、ナミル稲と標準ゲノム(IRGSP 1.0、Nipponbare)は切断されないことが確認できた。 As a result, as shown in Table 5 and FIG. 4, 161 bp was amplified in Namil (SA) -FLO2, Namil rice, and the standard genome (IRGSP 1.0, Nipponbare), but Namil (SA) was amplified by the HinfI restriction enzyme. -It was confirmed that FLO2 was cleaved into the form of 17,154 bp, and that the Namil rice and the standard genome (IRGSP 1.0, Nipponbare) were not cleaved.

Figure 0007004816000005
Figure 0007004816000005

即ち、このような差異を通じて、ナミル突然変異後代系統の粉質胚乳の特性を効果的に判別可能であることが分かった。 That is, it was found that the characteristics of the powdered endosperm of the Namil mutant progeny line can be effectively discriminated through such a difference.

ロ.Tetra-primer ARMSプライマーセットの製作
探索されたSNPに対して制限酵素処理の段階を省略することができるプライマーを製作するために、Primer1(Primer Design for Tetra-Primer ARMS-PCR、http://primer1.soton.ac.uk/primer1 .html)サービスを利用してTetra-Primer ARMS-PCRプライマーを開発した。前記実施例1で究明したSNPを含む940bpの塩基配列の情報とSNP(G/A)情報を活用し、(Andrew Collins and Xizyi Ke. The Open Bioinformatics Journal, 2012, 55-58.(非特許文献2))下記表6に示すように、制限酵素の処理なしに、粉質胚乳の特性を有するNamil(SA)-FLO2のSNPを判別することができるプライマーセットを選定した。
B. Manufacture of Terra-primer ARMS primer set
Primer1 (Primer Design for Terra-Primer ARMS-PCR, http: //primer1.soton.ac.uk/primer1 ) to produce primers that can omit the restriction enzyme treatment step for the searched SNP. .Html ) service was used to develop the Terra-Primer ARMS-PCR primer. Utilizing the information on the base sequence of 940 bp including the SNP and the SNP (G / A) information investigated in Example 1, (Andrew Collins and Xizyi Ke. The Open Bioinformatics Journal, 2012, 55-58. 2)) As shown in Table 6 below, a primer set capable of discriminating the SNP of Namil (SA) -FLO2 having the characteristics of powdered germ without treatment with a limiting enzyme was selected.

Figure 0007004816000006
Figure 0007004816000006

具体的には、FLO2 Tetra-Primer ARMS-PCRプライマーを用いてPCRを行う場合、表7及び図5に示すように、G alleleを有するナミル稲はFLO2-outer-FとFLO2 outer-Rにより635bpのPCR断片とG alleleに結合するFLO2-inner-F(G)とFLO2-outer-Rにより307bpの断片を有する一方、A alleleを有するFLO2は、FLO2-outer-FとFLO2-outer-Rにより635bpの断片と、A alleleに結合するFLO2-inner-R(A)とFLO2-outer-Fにより368bpの断片を示すことと予想した。 Specifically, when PCR is performed using the FLO2 Ttra-Primer ARMS-PCR primer, as shown in Table 7 and FIG. 5, Namil rice having Gallele is 635 bp by FLO2-outer-F and FLO2 outer-R. FLO2-inner-F (G) and FLO2-outer-R that bind to the PCR fragment of the It was expected that the 635 bp fragment and the FLO2-inner-R (A) and FLO2-outer-F bound to the Allele would show a 368 bp fragment.

Figure 0007004816000007
Figure 0007004816000007

PCRは、10ngのDNAと5pmolの合計4個のプライマー、0.2 mM dNTP mix、1X PCR buffer [50mM KCl、10mM Tris-HCl(pH9.0)、0.1%Triton X-100、1.5mM MgCl2]及び1unitのTaq polymerase(Nurotics、Korea)を利用して総体積20ulで実施した。PTC-100(登録商標)thermocycler(Waltham、USA)を使用して、95℃で5分間の初期変性後、95℃で20秒間、59℃で30秒間、72℃で60秒間、合計35回繰り返し、72℃で10分間反応させた。結果物は4%のアガロースゲル(agarose gel)を利用して電気泳動した後、遺伝子型を判定した。 PCR consisted of 10 ng of DNA and 5 pmol of a total of 4 primers, 0.2 mM dNTP mix, 1X PCR buffer [50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl (pH 9.0), 0.1% Triton X-100, 1. It was carried out in a total volume of 20 ul using 5 mM MgCl 2 ] and 1 unit of Taq polymerase (Nurotics, Korea). Using PTC-100® thermocycler (Waltham, USA), after initial denaturation at 95 ° C for 5 minutes, repeat at 95 ° C for 20 seconds, 59 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 60 seconds, a total of 35 times. , 72 ° C. for 10 minutes. The results were electrophoresed on a 4% agarose gel and then genotyped.

その結果、図6に示すように、前記製作されたFLO2 Tetra-Primer ARMS-PCRプライマーを用いてPCRを行うことにより、Namil(SA)-FLO2特異的な断片を得ることができた。即ち、このような差異からもナミル突然変異後代系統の粉質胚乳の特性を効果的に判別可能であることが分かった。 As a result, as shown in FIG. 6, a Namil (SA) -FLO2-specific fragment could be obtained by performing PCR using the prepared FLO2 Terra-Primer ARMS-PCR primer. That is, it was found that the characteristics of the powdered endosperm of the Namil mutant progeny line can be effectively discriminated from such a difference.

実験例2-3.Namil(SA)-FLO2の粉質胚乳の特性判別用プライマーの効果検証
イ.dCAPsプライマーセットの効果検証
Namil(SA)-FLO2密陽23号の交配後代F2個体中、先行研究で報告された5番染色体に関連する部位が異型接合形態である個体から収穫された種子を圃場に展開し、後代分離集団を育成した。収穫した後、種子の胚乳特性を評価し、これらを播種して植物体からDNAを抽出し、遺伝子型の評価に用いた。また、遺伝的背景が類似した集団内で選抜効果を確認するために、韓国国内で育成されたジャポニカ品種48点のDNAを、国立食糧科学院から分譲を受けて使用した(1.アンミ、2.アランヒャンチャル、3.白真珠1、4.白玉チャル、5.ボラムチャル、6.ボラムチャン、7.ボラミ、8.宝石、9.宝石チャル、10.宝石黒チャル、11.チョンナム、12.チンドル、13.秋晴、14.タボ、15.タンミ、16.タンピョン、17.トレチャン、18.トダム米、19.トンジン、20.トンジン1、21.トンジンチャル、22.健康紅米、23.コンヤン2、24.コアミ、25.コアミ2 、26.コアミ4、27.ヘプム、28.ハイアミ、29.ハナム、30.ハンマウム、31.黒ジンミ、32.フクヒャン、33.黒真珠、34.フクナム、35.フクソル、36.紅真珠、37.ホプム、38.黄金ヌリ、39.ファソン、40.ファワン、41.ファヨン、42.ヒャンナム、43.ヒョンプム、44.イルミ、45.イルプム、46.赤真珠、47.赤真珠チャル、48.黒ヒャンチャル)。
Experimental Example 2-3. Verification of the effect of the primer for determining the characteristics of powdered endosperm of Namil (SA) -FLO2
stomach. Verification of the effect of dCAPs primer set
Among the mated progeny F2 individuals of Namil (SA) -FLO2 Mitsuyo No. 23, seeds harvested from individuals in which the site related to chromosome 5 reported in the previous study is an atypical mating form are developed in the field and progeny. Fostered isolated groups. After harvesting, the endosperm characteristics of the seeds were evaluated, and these were sown to extract DNA from the plant and used for genotype evaluation. In addition, in order to confirm the selection effect in a population with a similar genetic background, the DNA of 48 Japonica varieties cultivated in Korea was used after being sold from the National Institute of Food Science (1. Ammi, 2. Alan Hyangchar, 3. White Pearl 1, 4. Shiratama Char, 5. Boram Char, 6. Boram Chan, 7. Borami, 8. Jewel, 9. Jewel Char, 10. Jewel Black Char, 11. Jeongnam, 12. Chindle, 13. Akiharu, 14. Tabo, 15. Tanmi, 16. Tampyeong, 17. Trechan, 18. Todam Rice, 19. Tonjin, 20. Tonjin 1, 21. Tonjinchar, 22. Healthy Red Rice, 23. Konyang 2, 24. Koami, 25. Koami 2, 26. Koami 4, 27. Hepum, 28. Haiami, 29. Hanam, 30. Hanmaum, 31. Black Jinmi, 32. Fukuhan, 33. Black Pearl, 34. Fukunam, 35. Fuksol, 36. Red Pearl, 37. Hopum, 38. Golden Nuri, 39. Hwason, 40. Fawan, 41. Hwayoung, 42. Hyangnam, 43. Hyun Pum, 44. Ilumi, 45. Il Pum, 46. Red Pearl, 47 .Red pearl char, 48. Black chanchar).

密陽23号とNamil(SA)-FLO2交配後代F2:4植物体38個体に対し、母・父として用いた密陽23号及びNamil(SA)-FLO2と、突然変異の原品種であるナミル稲を比較品種として用いて前記実施例2と同様な条件で分析した。その結果、図7に示すように、制限酵素Hinf Iにより切断されない形態をA型と、制限酵素Hinf Iにより17bpと154bpに切断される形態をB型と規定したとき、密陽23号と突然変異の原品種であるナミル稲はA型を示し、粉質胚乳であるNamil(SA)-FLO2だけB型を示した。また、交配後代F2:4植物体の遺伝子型は、正常胚乳を示した19個体では、異型接合(ヘテロ)とA型の結果を示したところ、F2:4植物体中の表現型が正常であるものが粉質胚乳に対して優性であることが分かった。併せて、胚乳が粉質特性を示した19個体の遺伝子型は、すべてB型で示されることが確認できた。 Miryang 23 and Namil (SA) -FLO2 mating progeny F 2: 4 plant 38 individuals, Miryang 23 and Namil (SA) -FLO2 used as mother and father, and the original varieties of mutation. Namil rice was used as a comparative variety and analyzed under the same conditions as in Example 2. As a result, as shown in FIG. 7, when the form not cleaved by the restriction enzyme Hinf I is defined as type A and the form cleaved by the restriction enzyme Hinf I into 17 bp and 154 bp is defined as type B, it suddenly becomes Mitsuyo No. 23. The original cultivar of the mutation, Namil rice, showed type A, and only the powdered endosperm, Namil (SA) -FLO2, showed type B. In addition, the genotype of the progeny F 2: 4 plant was atypical mating (hetero) and type A results in 19 individuals showing normal endosperm, and the phenotype in the F 2: 4 plant was found. It was found that what is normal is dominant to powdered endosperm. At the same time, it was confirmed that the genotypes of the 19 individuals whose endosperm showed powdery characteristics were all shown as type B.

また、ジャポニカ(japonica)育成品種48種に対し、母・父として用いた密陽23号及びNamil(SA)-FLO2と、突然変異の原品種であるナミル稲を比較品種として利用して、前記実施例2と同様な条件で分析した。その結果、図8に示すように、粉質胚乳の特性を示すNamil(SA)-FLO2のみがB型を示し、残りの47種はすべてA型を示すことが確認できた。このような結果から、本発明に係るSNP及びこれに対するdCAPsプライマーは、効果的な粉質形質の判別に適用可能であることが分かった。 In addition, for 48 varieties of japonica breeding varieties, Mitsuyo No. 23 and Namil (SA) -FLO2 used as mothers and fathers and Namil rice, which is the original cultivar of the mutation, were used as comparative varieties. The analysis was performed under the same conditions as in Example 2. As a result, as shown in FIG. 8, it was confirmed that only Namil (SA) -FLO2 showing the characteristics of powdered endosperm showed type B, and the remaining 47 species all showed type A. From these results, it was found that the SNP according to the present invention and the dCAPs primer for the SNP can be applied to the determination of effective powdery traits.

ロ.Tetra-primer ARMSプライマーセットの効果検証
Namil(SA)-FLO2と密陽23号の交配後代F2個体中、先行研究で報告された5番染色体に関連する部位が異型接合形態である個体で収穫された種子を圃場に展開し、後代分離集団を育成した。収穫後の種子の胚乳特性を評価し、これらを播種して植物体からDNAを抽出し、遺伝子型の評価に用いた。また、遺伝的背景が類似した集団内で選抜効果を確認するために、韓国国内で育成されたジャポニカ品種48点(実施例3-1と同一)のDNAを、国立食糧科学院から分譲を受けて使用した。
B. Verification of the effect of the Ttra-primer ARMS primer set
Among the progeny F2 individuals that were mated with Namil (SA) -FLO2 and Miryang No. 23, seeds harvested from individuals in which the site related to chromosome 5 reported in the previous study was an atypical mating form were developed in the field and progeny. Fostered isolated groups. The endosperm characteristics of the seeds after harvesting were evaluated, and these were sown to extract DNA from the plant and used for genotype evaluation. In addition, in order to confirm the selection effect in a population with a similar genetic background, the DNA of 48 Japonica varieties (same as Example 3-1) cultivated in Korea was sold from the National Institute of Food Science. used.

Namil(SA)-FLO2と密陽23号の交配後代F2:4植物体38個体に対し、母・父として用いた密陽23号及びNamil(SA)-FLO2と、突然変異の原品種であるナミル稲を比較品種として利用して、前記実施例2と同様な条件で分析した。その結果、図9に示すように、正常胚乳を示した個体では、密陽23号type(307bp+635bp)または異型接合(307bp+368bp+635bp)の結果を示し、粉質胚乳の特性を有する個体は、すべてFLO2 type(368bp+635bp)の断片を示した。 Mating of Namil (SA) -FLO2 and Miryang 23 For 38 progeny F 2: 4 plants, Miryang 23 and Namil (SA) -FLO2 used as mothers and fathers and the original varieties of mutation A certain Namil rice was used as a comparative variety and analyzed under the same conditions as in Example 2. As a result, as shown in FIG. 9, in the individuals showing normal endosperm, the results of Miryang No. 23 type (307bp + 635bp) or atypical junction (307bp + 368bp + 635bp) were shown, and all the individuals having the characteristics of powdery endosperm were FLO2 type. A fragment of (368bp + 635bp) is shown.

また、japonica育成品種48種に対し、母・父として用いた密陽23号及びNamil(SA)-FLO2と、突然変異の原品種であるナミル稲を比較品種として利用して、前記実施例2と同様な条件で分析した。その結果、図10に示すように、粉質胚乳の特性を示すNamil(SA)-FLO2のみが368bp+635bpの断片が観察された。このような結果から、本発明に係るSNP及びこれに対するTetra-primer ARMSプライマーは、効果的な粉質胚乳の形質判別に適用可能であることが分かった。 Further, for 48 varieties of Japanica breeding varieties, Miryang No. 23 and Namil (SA) -FLO2 used as mothers and fathers and Namil rice, which is the original cultivar of the mutation, were used as comparative varieties, and the above-mentioned Example 2 was used. The analysis was performed under the same conditions as above. As a result, as shown in FIG. 10, only Namil (SA) -FLO2 showing the characteristics of powdered endosperm was observed as a fragment of 368 bp + 635 bp. From these results, it was found that the SNP according to the present invention and the Ttra-primer ARMS primer for the SNP can be applied to effective phenotyping of powdered endosperm.

前述した本発明の説明は、例示のためのものであり、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で容易に変形が可能であることを理解することができるはずである。したがって、以上で記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解すべきである。 The above description of the present invention is for illustration purposes only, and a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs does not change the technical idea or essential features of the present invention, and does not change other concrete matters. It should be possible to understand that it can be easily transformed in various forms. Therefore, it should be understood that the examples described above are exemplary in all respects and are not limiting.

Claims (14)

配列番号2で示される稲の粉質胚乳の形質を決定するcyOsPPDK(cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase)遺伝子。 The cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase (cyOsPPDK) gene that determines the traits of the powdered endosperm of rice represented by SEQ ID NO: 2. 請求項1に記載の遺伝子を含む組換えベクター。 A recombinant vector containing the gene according to claim 1. 請求項1に記載の遺伝子又は請求項2に記載の組換えベクターを含む形質転換体。 A transformant comprising the gene according to claim 1 or the recombinant vector according to claim 2. 稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在する一塩基多型(SNP)マーカーを検出することができる製剤を含む、請求項1に記載の遺伝子による粉質胚乳形質判別用組成物。 The gene according to claim 1, comprising a preparation capable of detecting a single nucleotide polymorphism (SNP) marker present at a position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0). Composition for discriminating powdery endosperm traits. 前記稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在するSNPマーカーは、塩基がAまたはTである、請求項に記載の粉質胚乳形質判別用組成物。 The powdery endosperm trait discrimination according to claim 4 , wherein the SNP marker present at the position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0) has a base of A or T. Composition. 前記一塩基多型を検出することができる製剤は、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置の塩基を含む10個~300個の連続した核酸配列からなるポリヌクレオチドまたはこれに相補的なポリヌクレオチドと特異的にハイブリダイズするプローブ;またはこれを増幅することができるプライマーである、請求項に記載の粉質胚乳形質判別用組成物。 The preparation capable of detecting the single nucleotide polymorphism is a sequence of 10 to 300 consecutive nucleic acids containing a base at a position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0). The composition for discriminating powdery breast milk traits according to claim 4 , which is a probe consisting of a polynucleotide or a polynucleotide that specifically hybridizes with a polynucleotide complementary thereto; or a primer capable of amplifying the polynucleotide. 前記一塩基多型を検出することができる製剤は、配列番号3で示される正方向プライマー及び配列番号4で示される逆方向プライマーからなるプライマーセット;または配列番号5で示される外部正方向プライマー、配列番号6で示される外部逆方向プライマー、配列番号7で示される内部正方向プライマー、及び配列番号8で示される内部逆方向プライマーからなるプライマーセットである、請求項に記載の粉質胚乳形質判別用組成物。 The preparation capable of detecting the single nucleotide polymorphism is a primer set consisting of a positive primer shown by SEQ ID NO: 3 and a reverse primer shown by SEQ ID NO: 4; or an external positive primer shown by SEQ ID NO: 5. The powdery endosperm trait according to claim 4 , which is a primer set consisting of the external reverse primer shown by SEQ ID NO: 6, the internal forward primer shown by SEQ ID NO: 7, and the internal reverse primer shown by SEQ ID NO: 8. Discrimination composition. 請求項4~7のいずれか一項に記載の組成物を含む請求項1に記載の遺伝子による粉質胚乳形質判別用キット。 The kit for discriminating powdery endosperm traits based on the gene according to claim 1, which comprises the composition according to any one of claims 4 to 7 . 稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置に存在する一塩基多型(SNP)マーカーを確認することを含む請求項1に記載の遺伝子による粉質胚乳形質判別方法。 The powdered endosperm according to the gene according to claim 1, which comprises confirming a single nucleotide polymorphism (SNP) marker present at a position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0). Chromosome discrimination method. 前記稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに
対応する位置に存在する一塩基多型(SNP)は、塩基がAまたはTである、請求項に記載の粉質胚乳形質判別方法。
The powder according to claim 9 , wherein the single nucleotide polymorphism (SNP) present at the position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0) is based on A or T. Method for discriminating traits of endosperm.
前記粉質胚乳形質判別方法は、(a)試料から分離されたゲノムDNAを鋳型として、稲の標準ゲノム(IRGSP 1.0)において5番染色体の19,722,254bpに対応する位置の塩基を含む10個~300個の連続した核酸配列からなるポリヌクレオチドまたはこれに相補的なポリヌクレオチドと特異的にハイブリダイズするプローブ;またはこれを増幅することができるプライマーと反応させること;及び(b)前記反応物を確認することをさらに含む、請求項に記載の粉質胚乳形質判別方法。 The method for discriminating powdery embryonic milk traits includes (a) a base at a position corresponding to 19,722,254 bp of chromosome 5 in the standard genome of rice (IRGSP 1.0) using genomic DNA isolated from a sample as a template. A probe that specifically hybridizes to a polynucleotide consisting of 5 to 300 consecutive nucleic acid sequences or a polynucleotide complementary thereto; or reacting with a primer capable of amplifying the polynucleotide; and (b) the reaction. The powdery embryonic milk trait discrimination method according to claim 9 , further comprising confirming the substance. 前記プライマーは、配列番号3で示される正方向プライマー及び配列番号4で示される逆方向プライマーからなるプライマーセット;または配列番号5で示される外部正方向プライマー、配列番号6で示される外部逆方向プライマー、配列番号7で示される内部正方向プライマー、及び配列番号8で示される内部逆方向プライマーからなるプライマーセットである、請求項11に記載の粉質胚乳形質判別方法。 The primer is a primer set consisting of the forward primer shown by SEQ ID NO: 3 and the reverse primer shown by SEQ ID NO: 4, or the external forward primer shown by SEQ ID NO: 5 and the external reverse primer shown by SEQ ID NO: 6. The powdery endosperm trait discrimination method according to claim 11 , which is a primer set comprising the internal forward primer shown in SEQ ID NO: 7 and the internal reverse primer shown in SEQ ID NO: 8. 前記粉質胚乳形質判別方法は、前記(b)の反応物に制限酵素を処理することをさらに含む、請求項11に記載の粉質胚乳形質判別方法。 The powdery endosperm trait discrimination method according to claim 11 , further comprising treating the reaction product of (b) with a restriction enzyme. 前記制限酵素は、Hinf Iである、請求項13に記載の粉質胚乳形質判別方法。 The powdery endosperm trait discrimination method according to claim 13 , wherein the restriction enzyme is Hinf I.
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