低フィチン酸ダイズ（Glycine max L. Merr.）変異体における MIPS1 変異に起因する代謝物シグネチャの交雑時の安定性

Stability of the Metabolite Signature Resulting from the MIPS1 Mutation in Low Phytic Acid Soybean ( Glycine max L. Merr.) Mutants upon Cross-Breeding.

• Sophia Goßner
• Fengjie Yuan
• Chenguang Zhou
• Yuanyuan Tan
• Qingyao Shu
• Karl-Heinz Engel

抄録

GmMIPS1 の 2 bp 欠失に起因する低フィチン酸（lpa）ダイズ（Glycine max L. Merr.）変異体 Gm-lpa-TW-1-M を、市販の栽培品種と交配させた。FおよびFの子孫を、非標的GCベースの代謝物プロファイリングに供し、低分子量成分の幅広い配列の分析を可能にした。ホモ接合体の lpa 変異体では、意図したフィチン酸の減少は、ラフィノースオリゴ糖やガラクトシルシクリトールの減少、スクロースや様々な遊離アミノ酸の濃度の増加など、栄養面で関連する成分の顕著な代謝変化を伴っていた。突然変異によって誘発された代謝物シグネチャは、交配によってほとんど影響を受けず、世代を超えて一貫して発現し、異なる生育期においても一貫して発現した。したがって、MIPS1 lpa 変異体の一次変異体だけでなく、その子孫もまた、フィテート関連および栄養特性の改善され た大豆種子を安定的に生産するための商業育種プログラムのための貴重な遺伝資源となる可能性がある。

The low phytic acid ( lpa) soybean ( Glycine max L. Merr.) mutant Gm-lpa-TW-1-M, resulting from a 2 bp deletion in GmMIPS1, was crossed with a commercial cultivar. F and F progenies were subjected to nontargeted GC-based metabolite profiling, allowing analysis of a broad array of low molecular weight constituents. In the homozygous lpa mutant progenies the intended phytic acid reduction was accompanied by remarkable metabolic changes of nutritionally relevant constituents such as reduced contents of raffinose oligosaccharides and galactosyl cyclitols as well as increased concentrations in sucrose and various free amino acids. The mutation-induced metabolite signature was nearly unaffected by the cross-breeding and consistently expressed over generations and in different growing seasons. Therefore, not only the primary MIPS1 lpa mutant but also its progenies might be valuable genetic resources for commercial breeding programs to produce soybean seeds stably exhibiting improved phytate-related and nutritional properties.