本研究の目的は、3種類のイネ澱粉枝作り酵素（Branching Enzyme; BEI, BEIIa, BEIIb）の 各組織における役割とその相補作用を明確にすることである。3種類のBEは、組織による発現 強度・相互作用する酵素・好む基質の構造・形成する枝の長さが異なる。我々はこれまで、 二つのBEを欠失させることで、残り一つとなったBEに着目し、イネ胚乳におけるBEの機能と相補作用を明確にしてきた。その過程でBEIIaとBEIIbが欠失すると極めて不稔性が強いことが判明したが、胚乳以外の組織におけるBEアイソザイムの機能と相補作用は不明である。
本研究では、イネBE欠損変異体の花粉・葉身・葉鞘の澱粉構造や澱粉特性および植物体の生育を詳細に分析する。特定のBEが欠失すると、他の酵素がどのように相補するのか、それにより、どのような構造の澱粉を蓄積し、植物体にどのような影響を与えるか明確にする。
2020年度はパーコール法による葉鞘の澱粉精製方法を確立し、野生型・シングル変異体（be1, be2a, be2b)・二重変異体（be1 be2bとbe1 be2a)の葉鞘澱粉を精製した。精製澱粉を枝切り処理し、キャピラリー電気泳動法で分析した結果、be2aとbe1 be2a変異体は野生型よりもDP 6-15が減少し、DP 16以上の長鎖が減少した。その増減の程度はbe2aよりもbe1 be2aの方が大きかった。また、葉鞘澱粉のアミロース含量を測定したところ、野生型が22％であったのに対し、be2aは37％be1 be2aは30％といずれもアミロース含量が大幅に増加した。一方、be1 be2bの葉身澱粉は野生型と同様であり、アミロース含量は15％と低アミロースであった。これらのことから、葉鞘澱粉の合成にはBEIIaが重要な働きをしていることが明らかになった。