著者の所属・活動拠点の国は、ブラジルです。

掲載誌：Agronomy

ライセンス: CC BY 4.0　対象: 公開論文　確認元: 論文PDF

研究の目的

コメの炊飯特性や加工上の品質は、少数の大きな効果をもつ遺伝子と、効果の小さい多数の遺伝子領域が組み合わさって決まります。論文によると、これまでの研究で品質に関わる遺伝子領域は12本の染色体全体でおよそ400か所が報告されています。

研究チームは、穀粒の品質が異なるブラジルのイネ2品種を比べ、穂が実っていく時期に働き方が異なる「転写因子」を特定しようとしました。転写因子とは、ほかの遺伝子のスイッチを入れたり切ったりする調節役のタンパク質です。この遺伝子の調節網の全体像をつかみ、品種改良での選抜に使える候補遺伝子を示すことが目的です。

何を、どのように調べたか

対象は、互いに近縁で農業上の特徴がよく似た2品種、品質が高いとされるBR-IRGA 409と、低いとされるBR-IRGA 410です。品質の高低は、主にパトナ型と呼ばれる粒タイプへの好みに基づいて分類されています。品種間の大きな遺伝的違いの影響を抑えるため、近縁な品種の組み合わせが選ばれました。

2品種は温室内のバケツで栽培されました。開花した日（開花後0日）、開花後8日、開花後16日の3時点で穂を採取しました。各時点で、5株から1穂ずつ集めて1つの試料とし、これを3組作りました。

採取した穂から、細胞内で読み取られている遺伝子のRNAを抽出し、まとめて塩基配列を解読しました。この手法はRNAシーケンシングと呼ばれます。得られた配列を、日本の品種「日本晴」の参照ゲノムと照合し、遺伝子ごとの働きの強さを数値化しました。

そのうえで、各時点で2品種を比べました。働きの強さに2倍以上の差があり、統計的にも有意な遺伝子を「発現差のある遺伝子」としました。これらの遺伝子がどのような機能のグループに偏っているかも分析しました。さらに、植物の転写因子データベースを用いて、発現差のある遺伝子のなかから転写因子を拾い出しました。

主な報告結果

論文の結論で中心となるのは転写因子についての結果です。イネのゲノムに登録されている転写因子遺伝子2408個のうち、1185個（49.2%）が今回のデータで働いていることが確認されました。56ある転写因子のファミリー（グループ）のうち、55ファミリーがこれに含まれます。このうち2品種の間で発現差があったのは52個（4.39%）で、19ファミリーに属していました。最も多かったのはERFファミリーの8個で、MYBファミリーの7個、bHLHファミリーの5個が続きました。

この52個を時点ごとに見ると、開花後0日で11個、8日で37個、16日で16個に発現差がありました。ある時点だけで差が見られたものは、それぞれ7個、26個、8個です。3時点すべてで差があったのは1個でした。

研究チームが特に注目したのは、bHLHファミリーのOs03g0188400（OsbHLH044/OsbHLH96）です。この遺伝子は低品質品種のBR-IRGA 410でより強く働いていました。以前の研究で、米粒が白く濁る「白濁（チョーキネス）」との関連も報告されています。このため著者らは、本研究で最も有望な分子マーカー候補としています。

遺伝子全体で見ると、約2万2700個の遺伝子が働いていることが確認されました。2品種の間で発現差があり、特定の時点だけで見られた遺伝子は、開花後0日で291個、8日で615個、16日で220個でした。3時点すべてで差があった遺伝子は146個です。品種間の違いが最も大きかったのは開花後8日でした。遺伝子の働きのパターンは、品種の違いよりも、穀粒の発育段階によって大きく分かれていました。

この報告が示すこと

研究チームは次のように述べています。穀粒ができていく間、転写因子の仕組みは全体として幅広く働いている。それに対して、品種間の品質の違いには、比較的少数の調節役が関わっている可能性がある。調節役のなかには特定の時期だけで差を示すものと、全期間を通じて差を示すものがあるため、複数の発育段階で調べることが調節の動きをとらえるうえで欠かせない、という見方も示しています。

今回挙がった遺伝子は、機能を確かめる研究や、品質の特徴との関連を調べる研究の候補になると位置づけられています。ただし著者らは、遺伝子の働きの強さのデータだけでは、個々の遺伝子が品質の違いの原因であるとは言えないと明記しています。実際、低品質品種で強く働いていたNACファミリーの遺伝子のように、これまでの研究では病気やストレスへの反応との関連しか報告されておらず、品質との結びつきが分かっていないものも含まれています。

原著論文の著者・所属：Luciano Carlos da Maia（Plant Genomics and Breeding Center, Department of Plant Sciences, Faculty of Agronomy “Eliseu Maciel”, Federal University of Pelotas, Capão do Leão 96160-000, RS, Brazil）、Antonio Costa de Oliveira（Plant Genomics and Breeding Center, Department of Plant Sciences, Faculty of Agronomy “Eliseu Maciel”, Federal University of Pelotas, Capão do Leão 96160-000, RS, Brazil）、Gabriel Brandão das Chagas（Plant Genomics and Breeding Center, Department of Plant Sciences, Faculty of Agronomy “Eliseu Maciel”, Federal University of Pelotas, Capão do Leão 96160-000, RS, Brazil）、Rodrigo Pagel Machado（Plant Genomics and Breeding Center, Department of Plant Sciences, Faculty of Agronomy “Eliseu Maciel”, Federal University of Pelotas, Capão do Leão 96160-000, RS, Brazil）、Vívian Ebeling Viana（Plant Genomics and Breeding Center, Department of Plant Sciences, Faculty of Agronomy “Eliseu Maciel”, Federal University of Pelotas, Capão do Leão 96160-000, RS, Brazil）、Viviane Kopp da Luz（Plant Genomics and Breeding Center, Department of Plant Sciences, Faculty of Agronomy “Eliseu Maciel”, Federal University of Pelotas, Capão do Leão 96160-000, RS, Brazil）、Luis Willian Pacheco Arge（Plant Genomics and Breeding Center, Department of Plant Sciences, Faculty of Agronomy “Eliseu Maciel”, Federal University of Pelotas, Capão do Leão 96160-000, RS, Brazil）、Ariano Martins de Magalhaes（Embrapa Clima Temperado, Capão do Leão 96010-971, RS, Brazil）、Cesar Valmor Rombaldi（Department of Agroindustrial Science and Technology, Faculty of Agronomy “Eliseu Maciel”, Federal University of Pelotas, Capão do Leão 96160-000, RS, Brazil）、Camila Pegoraro（Plant Genomics and Breeding Center, Department of Plant Sciences, Faculty of Agronomy “Eliseu Maciel”, Federal University of Pelotas, Capão do Leão 96160-000, RS, Brazil）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Luciano Carlos da Maia, Antonio Costa de Oliveira, Gabriel Brandão das Chagas, et al. A Tale of Taste: Comparative Transcriptome Associated with Grain Quality in Brazilian Rice Cultivars. Agronomy（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-11-10. DOI: 10.3390/agronomy16222254. 原著ライセンス：CC BY.