米と小麦の穀物のβ-カロチンの増強は,改変された小麦の種子特異的発現または遺伝子によるものです

科学分野:

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背景:

• ビタミンA欠乏症は,世界人口の最大50%に影響を与える,重要な世界的な健康問題です.
• 米や小麦のような穀物作物は,ビタミンAを含む重要な微量栄養素が不足していることが多い.
• 主要な作物のバイオフォルティフィケーションは,微量栄養素の不足に対処するための持続可能な戦略です.

研究 の 目的:

• 小麦オレンジ (TaOr) 遺伝子の特定の変異が,遺伝子組み換え米と小麦のベータカロテン蓄積に及ぼす影響を調査する.
• 主要作物におけるプロビタミンAの含有量を高めるための改変されたTaOr遺伝子 (TaOrHis110) の可能性を評価する.

主な方法:

• 遺伝子工学は,種特有のプロモーター (Glu1D1) の下で米と小麦に変異した小麦のTaOr遺伝子 (TaOrHis110) を過剰表現するために使用されました.
• 高性能液体クロマトグラフィー (HPLC) を使用して,遺伝子組み換え穀物のベータカロテン濃度を定量化しました.
• 遺伝子発現分析は,カロテノイド生物合成遺伝子の調節を評価するために行われました.

主要な成果:

• TaOrHis110の過剰発現は,遺伝子組み換え米 (最大13倍) と小麦 (最大7倍) のベータカロテン蓄積を著しく増加させた.
• 特定の米栽培品種 (TP309およびIET10364) は,ベータカロチン含有量の大幅な増加を示しました.
• カロチノイド生物合成経路の遺伝子のアップレギュレーションは,TaOrHis110の過剰発現する種子で観察され,ベータカロチンの増加と相関していました.

結論:

• TaOrタンパク質の単一のアミノ酸置換 (110位でのArgからHis) は,穀物エンドスペルムのベータカロテン生物合成を強化する.
• TaOrHis110は,ビタミンA欠乏症と戦うために,バイオ強化された米と小麦の品種を開発するための強力な遺伝子ツールです.
• このアプローチは,食事によるビタミンAの摂取を増やすことにより,公衆衛生を改善する大きな希望を持っています.