二遺伝子戦略により、小麦粉中の鉄と亜鉛の濃度が上昇し、ミネラルのバイオアクセシビリティが向上します
以下の論文は、2種類（VITとNAS)の遺伝子を連結してコムギに遺伝子導入して、種子中の鉄と亜鉛の含有量を増強したというイギリスの研究グループの渾身のものである。しかし、NAS遺伝子の発見者の樋口恭子さんらの論文や、イネに外来遺伝子導入して白米中の鉄含量を増やした増田寛志君らの重要論文が引用されていない、やや公平感に欠ける論文である。これらの著者をレフェリーから避けたと勘繰りたくなる。
二遺伝子戦略により、小麦粉中の鉄と亜鉛の濃度が上昇し、ミネラルのバイオアクセシビリティが向上します
A two-gene strategy increases iron and zinc
concentrations in wheat flour, improving mineral bioaccessibility
Sophie A. Harrington ,1 James M. Connorton ,1,2 Natasha I.M. Nyangoma ,3 Rose McNelly ,1,2 Yvie M. L. Morgan ,1,2 Mohamad F. Aslam ,4 Paul A. Sharp,4 Alexander A. T. Johnson ,3 Cristobal Uauy 1 and Janneke Balk 1,2,*
1 John Innes Centre, Norwich Research Park, Norwich NR4 7UH, UK
2 School of Biological Sciences, University of East Anglia, Norwich NR4 7TJ, UK
3 School of BioSciences, The University of Melbourne, Victoria 3010, Australia
4 Department of Nutritional Sciences, King’s College London, London SE1 9NH, UK
https://doi.org/10.1093/plphys/kiac499 PLANT PHYSIOLOGY 2022: 00: 1–14
要約
鉄と亜鉛の食事不足は人間の栄養失調を引き起こしますが、これは生物強化主食によって軽減することができます。コムギ(Triticum aestivumL.)の穀物ミネラル濃度を高めるための従来の育種アプローチは限られた成功しか収めておらず、この形質を変えることに対する遺伝的および生理学的障壁についての私たちの理解は不完全です。
ここでは、コムギの液胞鉄輸送体遺伝子TaVIT2-Dの胚乳特異的発現とイネの構成的発現(Oryza sativa)ニコチアナミンシンターゼ遺伝子OsNAS2を組み合わせたトランスジェニックアプローチが、亜鉛の総濃度を有意に増加させ、鉄を白粉画分に再配置することを実証した。
2つの異なるパンコムギ品種において、いわゆるVIT-NAS構築物が全粒粉中の亜鉛を2倍に増加させ、約50μgに増加させたことを示しています。総鉄含量は有意に増加しなかったが、穀物内の再分布により、高純度のローラーミル粉砕された白い小麦粉中の鉄が約25μgに3倍に増加した。興味深いことに、OsNAS2の発現は、TaVIT2単独で過剰発現する穀物で枯渇した鉄であるアリューロンへの鉄の移行を部分的に回復させた。
VIT-NAS系統の粒中の天然植物金属キレート剤ニコチアナミンのレベルが3倍以上増加することは、白色小麦粉中の改善された鉄および亜鉛のバイオアクセシビリティに対応していた。
温室内でのVIT-NAS植物の成長は、形質転換されていない対照と見分けがつかなかった。私たちの結果は、小麦粒のミネラルの転座と分布に関する洞察を提供し、2つの導入遺伝子の個々の効果と複合効果が、従来の育種によって可能になるものを超えて小麦の栄養価を高めることができることを示しています。
図4 TaVIT2 と OsNAS2 は穀物中の鉄の分布に影響を与える。
A, 成熟した穀粒の断面をPerlsの方法で鉄（青色）に染色した。法で染色した成熟穀粒の断面。スケールバーは1mm。
B, 発芽後21日目の未熟粒の薄切片（1mm）をPerls'-diaminobox法で鉄染色（モノクロ画像では黒色）。左：穀物の断面図、中：高倍率による、維管束と胚の間の澱粉質の胚乳の詳細。右はアリューロン組織を含む詳細。画像は、指定した系統の異なる2つの植物から採取した2粒の代表的なものである。
TaVIT2 穀物の Perls'-diaminobenziden 染色は、以前に記載した (Sheraz et al., 2021)。Al, aleurone; MA, modified aleurone; Pc, pericarp; Sc, scutellum of the embryo; SE, starchy endosperm; V, vascular bundle (maternal tissue)。白いアスタリスク は非特異的な色素沈殿を示す。黒い矢印はデンプン質胚乳細胞の液胞に蓄積した鉄を指す。スケールバー 表示
