栃木 農試 研報 No53 ： 17〜 25 (2004)
Bull.Tochigi Agr.Exp.Stn.No53.
： 17〜
25 (2004)
原麦
β-アミラーゼによる極高ジアスターゼ系統選抜方法の開発

原麦全β-アミラーゼ活性による高ジアスターゼ力系統
選抜方法の開発関和孝博・渡邊修孝1)・小田俊介2)・加藤常夫・長嶺敬
摘要： 原麦で麦芽ジアスターゼ力の高い系統の選抜を可能にするために原麦中のβ-アミラーゼ活性と麦芽ジアスターゼ力との関係を調査した．さらに，実際に高ジアスターゼ力系統選抜の可能性を検討した．
ミカモゴールデン/Harringtonの交配から作出したDH（半数体倍加）系統では，原麦中のβ-アミラーゼを還元剤処理して測定した全β-アミラーゼ活性と，麦芽のジアスターゼ力との間でβ-アミラーゼの遺伝子型にかかわらず高い相関があることが確認された．酵素抽出液の組成を改良し，原麦全β-アミラーゼ活性分析の自動化を行った．原麦全β-アミラーゼ活性と麦芽ジアスターゼ力との間で供試した4組合せのうち2組合せで高い相関が得られた．相関の見られない組合せも存在し，原麦全βアミラーゼ活性で選抜が可能な組合せが限定されることが示唆された．極高β-アミラーゼ活性を持
つ系統を交配親に持つ系統群のF4およびF5における原麦全β-アミラーゼ活性の世代間相関は高く，原
麦全β-アミラーゼ活性が高い系統は麦芽ジアスターゼ力も高いことが確認された．
以上のことから，原麦を還元剤処理することで簡易に全β-アミラーゼ活性を測定することが可能になった．その結果，原麦全β-アミラーゼ活性に関する遺伝資源の探索および全β-アミラーゼ活性の極高もしくは極低の系統を交配親に持つ系統の選抜が種子段階で可能になった．
キ−ワ−ド：ジアスターゼ力，ビール大麦，β-アミラーゼ，選抜法

A method for selecting malting barley with high diastatic powerby assaying total grain beta-amylase activity
Takahiro SEKIWA,Nobutaka WATANABE, SHUNSUKE Oda, TSUNEO Kato, TAKASHI Nagamine
Summary: To facilitate the seed-level selection of barley lines with high diastatic power, the relationships
between the activity of beta-amylase in barley grains and the diastatic power in malt were studied.

In

addition, the possibility of selecting barley lines with high malt diastatic activities on the basis of grainbeta-amylase activity was examined. In this study, the total beta-amylase activity was measured after
treating the grain beta-amylase with a reducing agent. We also improved the composition of the extraction
buffer and automated the measurement of total beta-amylase activity in grains. In the doubled haploid lines
obtained from the cross "Mikamo Golden" × "Harrington", a strong positive correlation between the total
beta-amylase activity of grains and the malt diastatic power was observed, irrespective of the genotypes of thebeta-amylase gene (Bmy1).

Strong positive correlations were also observed in two of the four crosscombinations tested. The absence of correlation in some combinations suggested that selection by total grainbeta-amylase activity may not be possible for all combinations. There was a strong correlation of total grainbeta-amylase activity between F4 plants and their derived F5 lines that had individual parents with high total
grain beta-amylase activity. It was confirmed that the lines with high total grain beta-amylase activity havehigh malt diastatic power. From these results, it was shown that total beta-amylase activity could be easily
determined in grains by applying the reducing agent treatment.

This method makes possible seed-levelscreening of genetic resources with respect to grain beta-amylase activity, and seed-level selection of linesthat have extremely high or extremely low total beta-amylase activities.
Key words: diastatic power, malting barley, beta -amylase, selection method1)現栃木県安足農業振興事務所，2)現 九州沖縄農業研究センター(2004.6.30 受理)

17栃木県 農業試験場研究報告 第 53 号

Ⅰ

緒

言

醸造用二条大麦（以下ビール大麦とする）は品質向上
1)である．
原麦全β -アミラーゼ活性による選抜効率を調査するため，平成14年産のF4系統および平成15年産のF5系統をが常に実需者から求められており ，栃木県麦作の維持使用した．使用した系統の組合せ，世代および系統数を発展のためにも高品質品種の育成が必要である．特に，第１表に示した．

麦芽のジアスターゼ力（澱粉分解酵素活性の総称，以下4組合せ（薬交3779,3780,3783,3784）については原麦DPとする）は醸造工程中の糖類生成のために重要であ

全β-アミラーゼ活性による麦芽DPの予測の可能性を検る．糖化工程では穀粒中の澱粉が麦芽中の酵素によって討した．F5で選抜した68系統を製麦し麦芽品質を分析お酵母が利用できる形に分解される．糖化終了時に麦汁中

よび原麦全β-アミラーゼ活性を測定した．

にヨードで呈色する高級デキストリンのような澱粉が存

原麦全β -アミラーゼ活性による初期世代での選抜を在するとビールで混濁を起こす可能性があると言われて検討するため3組合せ（薬交3587,3588,3769）のF4 系統

2)いる ためDPの高い品種が望まれている．澱粉分解酵素のうち原麦全β-アミラーゼ活性の極めて高い系統（700の一つであるβ -アミラーゼは原麦中に活性型と不活性WK以上）および同数の低活性系統を F5 系統として播種型の形で存在している．発芽により不活性型のβ -アミ

した．全系統を収穫して原麦全β -アミラーゼ活性を測

ラーゼは活性化され，同時にα -アミラーゼ等のアミラ定した．遺伝率（狭義の遺伝率）は F4 選抜系統の全β -ーゼ類が生合成される．これらの酵素活性の総和が麦芽アミラーゼ活性の上位と下位に選抜した個体（系統）の2)DPであり ，活性の多くはβ -アミラーゼによるもので

平均値（M1, M2），F5系統の平均値（M'1, M'2）を用いある．そのため，高 DP系統を選抜するためには麦芽をて，（M'1 - M'2） / （M1 - M2）で推定した．F5系統の製造して麦芽 DPを分析する必要がある．しかし，麦芽

うち F4 選抜個体で原麦全β -アミラーゼ活性の高い系統

製造には多くの時間と労力を要するため，収穫から次のについては整粒歩合等の農業特性に問題がない系統，低播種までに麦芽 DPを評価することが事実上できない．

い系統については農業特性が優れた系統をF6種子とし製

そこで，β -アミラーゼが原麦中に含まれていることに麦を行い麦芽品質を分析した．

着目し，原麦のままで麦芽 DPの評価を可能にするため，世代の進め方は以下のとおり．はじめに各組合せのF3原麦β-アミラーゼ活性と麦芽DPとの関連を解析した．

集団から300〜400穂を選抜した．次に選抜した穂を脱穀

また，選抜効率の向上を目的として極高β -アミラーゼ

し， F4 集団として各組合せ2200〜8000粒を20 cm間隔で活性を持つ四R系1363等を母本とした系統群を用いて初点播した．早生，縞萎縮病抵抗性等の農業特性の優れた期世代における原麦β -アミラーゼ活性による選抜の可個体を圃場で選抜しF4選抜系統とした．分析に用いる組能性を検討したので報告する．

合せについては，株抜きで収穫した．さらに、F5系統はなお，本試験の一部は「麦類の高品質・早生化のための新品種育成及び品質制御技術に関する緊急研究」およ5cm二条千鳥点播畝長1.5mで播種し，圃場および収穫物
で選抜を行い製麦材料およびF6種子とした．

び「麦類の新品種育成及び品質制御技術の開発」プロジ
ェクトとして実施した．

２．分析方法１）製麦，麦芽分析法

Ⅱ

試験方法

麦芽製造および麦芽品質分析は「品種改良のためのビール麦品質検定法 第3版」4)により行った．分析材料の

１．分析材料粉砕は全てフォス社製CYCROTEC1093（1.0㎜スクリー

分析材料は栃木県農業試験場栃木分場内圃場（細粒灰ン）で行った．原麦および麦芽粗蛋白質含量はブラン・色低地土）で標準的な施肥で栽培された試料を用いた．

ルーベ社のInfraalyzer500もしくはフォス社のInfratec1241

原麦β-アミラーゼ活性と麦芽DPの関係を調べるため，
ミカモゴールデン/Harringtonの交配で作出した平成11年

Grain Analyzerを使用して測定した．全窒素含量は粗蛋
白含量を6.25で除して求めた．

産の95の DH（半数体倍加）系統とその両親を材料としミカモゴールデン /Harringtonの DH系統はタイテック

た． DH系統はミカモゴールデン /Harringtonの交配で得社製製麦機を使用して60g製麦を行った．それ以外の系

たF1を母本として福岡県総合農業試験場二条大麦育種指統はフェニックス社製製麦機を使用して50g製麦を行い定試験地において野生大麦

Hordeum bulbosum L.を利その麦芽品質を分析した．製麦は反復せず，分析は60g用した半数体育種法 （ bulbosum法）で作出されたもの

製麦については2反復行い，50g製麦については反復は行

3)18

原麦 β-アミラーゼによる極高ジアスターゼ系統選抜方法の開発わなかった．

することで測定の自動化を試みた．
抽出液のDTT濃度を以下のようにして設定した．原麦

２）ジアスターゼ力分析法
ジアスターゼの抽出は、原麦または麦芽粉砕粉1.00 g

粉0.4gを2mM EDTAおよびDTTを0、1、2、5、10mM、を50 mlねじ蓋付き三角フラスコに精秤して25 mlのイオ

また比較として0.1Mシステインを含む0.2M酢酸ナトリ

ン交換水を添加溶解し，40℃時間静置して行った．流水

ウム緩衝液10mlに溶解し40℃1時間振とうした．冷却後で冷却後，東洋濾紙社の No.2ろ紙でろ過して得られた

No.2ろ紙でろ過したろ液を利用した．80μ l蒸留水に5ろ液をブラン・ルーベ社のオートアナライザーAA-Ⅱで

mM PNPG5 100μlを添加し，37℃で約5分間プレインキ

分 析 し た ． DP測 定 値 （ WK） は 欧 州 ビ ー ル 醸 造 協 会

ュベート後，0.2M酢酸ナトリウム緩衝液で200倍に希釈（European Brewery Convention（ EBC））標準麦芽の公したろ液を20μl添加し15分間反応後，0.1M炭酸ナトリ

証値から算出した．

ウムを800μl添加し反応を停止させ405nmの吸光度の上

３）β‑アミラーゼ遺伝子座の遺伝子型の同定法
β -アミラーゼ遺伝子座（Bmy1）の遺伝子型は原麦を5,6)

昇からβ-アミラーゼ活性を算出した．
ジアスターゼをイオン交換水で抽出していたのに対しにより同定した．

て原麦全β -アミラーゼの抽出は2 mM EDTA，2.5 mM

電気泳動用ゲルの組成は7.5%アクリルアミド、0.2%メ

DTTを溶解した0.2 M酢酸ナトリウム緩衝液（ pH6.0）

チレンビスアクリルアミド、2.0 %ファルマライン

を使用して抽出，ろ過した．還元剤が抽出液に含まれて(pH5.0〜8.0)、0.00075%リボフラビン、0.04%TEMED、いるので抽出液のブランク値を差し引いて測定値とした．

0.05%CaCl2 、0.05%ぺルオキソ二硫酸アンモニウムとしDPの活性単位(WK)は，EBC標準麦芽を水で抽出したもた(T 7.5%, C 2.7%)．原麦粉20mgを1%グリシン、143のをオートアナライザーで測定し，公証値から算出した．

mM 2-メルカプトエタノールを含む抽出液1mlで1時間室

β -アミラーゼ活性測定はオートアナライザーを利用

温で振とう遠心後、上清を電気泳動用ゲル上に置いたろした分析では反復をとらず，それ以外は2反復行った．

用いて等電点電気泳動 /活性染色法

紙に滴下して泳動を行った．電極液は陽極に1%(v/v)リ５）α‑アミラーゼ活性の測定法

ン酸、0.2 mM リ ン酸カルシウム、陰極は2 %( v/v)

α -アミラーゼはジアスターゼ抽出液を70℃30分恒温

TEMEDを使用した．泳動は4℃で行い予備通電を300 V

水槽で熱処理しβ -アミラーゼを失活させ，オートアナ

で45分間行い、試料をアプライ後300Vで45分間、400Vライザーで測定して得られた値をα -アミラーゼ活性とで200分間、500Vで45分間行った．泳動後ゲルを37℃でした．α-アミラーゼ活性単位（DU）はEBC標準麦芽の2%溶性澱粉液に1時間浸漬後、0.08%ヨードヨウ化カリ

公証値から算出した．

液に2分間浸漬後水洗して染色した．
４）β‑アミラーゼ活性の測定法およびオートアナラ
イザーを用いた測定の自動化

Ⅲ

試験結果

１．原麦β‑アミラーゼ活性と麦芽DPの関係

原麦活性型β-アミラーゼと全β-アミラーゼ（活性型

原麦活性型β -アミラーゼ活性は，原麦を還元剤を用＋不活性型）の酵素活性をメガザイム社のキットによりいずに抽出し，抽出物に含まれるβ -アミラーゼ活性を測定した．キットはBetamyl法 7)を原理としており，p-ニ基質である PNPG5を用いて測定した．また，原麦 DPは

トロフェニールマルトペンタオース（ PNPG5）を基質

原麦の水抽出物に含まれる澱粉分解酵素活性を測定した．

として活性を測定した．還元剤の0.1 Mシステインを抽

原麦中に存在する澱粉分解酵素はβ -アミラーゼである

出液に添加しないで抽出する場合は活性型β -アミラーと言われていることから，原麦活性型β -アミラーゼ活

ゼ活性を，添加して抽出することで全β -アミラーゼ活

性と原麦 DPは同じものを測定していると考えられ，そ性を測定した．

の相関は高かった．ミカモゴールデン /Harringtonの DH

原麦全β -アミラーゼ活性は、メガザイム社製のキットを使用して手分析で測定するとランニングコストがか系統では活性単位（units/g）から（WK）への換算式は
y ＝0.35 x + 2.93で表すことができた（第１図）．

る上，作業が繁雑なため1日に測定可能な点数も限られβ-アミラーゼ遺伝子型はミカモゴールデンがBmy1-Sd

る．そこで、原麦中にβ -アミラーゼのみ含まれている

2，Harringtonが Bmy1-Sd1 と同定され，DH系統は両タイ

こ と に 着 目 し ，原 麦 を 還 元 剤 の ジ チオ ス レ イ ト ール

プが50対45となり，ほぼ1：1に分離された（第２図）．

（ DTT）で処理することで原麦中のβ -アミラーゼを活全95系統の原麦活性型βアミラーゼ活性と麦芽 DPとは性化させ従来 DPの測定に使用しているオートアナライ

有意な相関が認められた（r = 0.50**）．また，各々のザーで求めた澱粉分解酵素活性をβ -アミラーゼ活性と19栃木県 農業試験場研究報告 第 53 号

遺伝子型ごとに原麦活性型β-アミラーゼ活性と麦芽DP型に関係なく麦芽DPに対して原麦全β-アミラーゼ活性との間により高い相関が認められた（r = 0.69**，0.88は高い相関（r = 0.85**）がありその関係式は，**）．原麦活性型β-アミラーゼ活性はBmy1-Sd2 型の系

0.24 x + 109となった（第４図）．95のDH系統のうち統の方がBmy1-Sd1 型よりも有意に高かった（第３図）．

45系統のBmy1 -Sd1遺伝子型の原麦全β -アミラーゼ活性

つまり、単に原麦活性型β -アミラーゼ活性を測定し活に対する原麦活性型β-アミラーゼ活性の割合は平均性の高い系統を選抜すると原麦活性型β -アミラーゼ活

28.3％，50系統の Bmy1 -Sd2の割合は平均57.3％と Bmy1

性は低いが麦芽 DPの高い系統を廃棄してしまう可能性-Sd2の方が原麦活性型β -アミラーゼ活性の割合が有意がある．両親の遺伝子型が同じ場合は原麦中に含まれるに高いことが確認された．以上のことから、還元剤を用

原麦活性型β -アミラーゼ活性の分析を行えば選抜が可

いて原麦中のβ -アミラーゼを全て活性化させることで能である．しかし，ミカモゴールデン/Harringtonのよう

麦芽 DPの高い系統の選抜が可能と考えられた．ただし，に交配親の遺伝子型が異なる場合は単に原麦活性型β -原麦全β-アミラーゼ活性は麦芽α-アミラーゼとは無関

アミラーゼ活性が高い系統を選抜すると原麦活性型β -係だが，麦芽全窒素とは正，麦芽エキスとは負の相関がアミラーゼ活性は低いが麦芽 DPの高い系統を廃棄してあり育種上不利な関係が認められた（第２表）．即ち原しまう可能性がある．つまり，遺伝子型ごとに等電点電

麦全β -アミラーゼ活性で選抜する際は全窒素で除した

気泳動 /活性染色法により調査する全ての系統の遺伝子値を考慮すべきであると考えられた．なお，麦芽α -ア型を特定した上で，原麦の活性型β -アミラーゼ活性を

ミラーゼ活性は麦芽エキス，コールバッハ数，麦汁β -評価しなければならない．しかし，それでは労力が多くグルカンとの関連が高かった．

y=なるため効率的な選抜方法ではない．そこで，還元剤を用いて不活性型β -アミラーゼを活性型に変換して原麦
全β -アミラーゼ活性として測定したところ，各遺伝子

第１表

検討に用いた交配組合せおよび系統数

薬交
交配組合せ
番号
3779
3780
3783
3784
3587
3588
3769

栃系274/大系HL11
栃系274/大系HL16
栃系274/AC Metcalfe
関東二条32号/AC Metcalfe
関東二条32号/3/<大系HG32/2/<大系HC15/四R系1363>(F1)>(F4)
九州二条12号/3/<大系HG32/2/<大系HC15/四R系1363>(F1)>(F4)栃系274/大系HL29
比較品種として分析した親系統は含まない．
大系HL11(大系HH60/関東二条25号)
大系HL16(大系HH60/関東二条25号)
大系HL29(関東二条25号/2/<大系HC15/四R系1363>(F1))

F4F5β-ア ミラー ゼ

β-ア ミラ ーゼ

F5

分析 点数

分析 点数

製 麦点数

122
89
101

17
20
16
15
20
28
16

17
20
16
15
12
14
6

原麦ジアスターゼ力(WK)500
n ＝ 95r ＝ 0.99**
y ＝ 0.35x+2.93

400

300

200

100

0
0

500

第１図

1500

原麦活性型β‑アミラーゼ活性と原麦
ジアスターゼ力の関係

第２図 原麦β‑アミラーゼの等電点電気泳動/活性染色パターン
M:ミカモゴールデン(Bmy1-Sd2)，H:Harrington(Bmy1-Sd1)
DH:ミカモゴールデン/Harrington DH系統

20

1000

原麦活性型βｰアミラーゼ活性(units/g)

原麦 β-アミラーゼによる極高ジアスターゼ系統選抜方法の開発

800

600
n = 50r ＝ 0.88**

500
400
300

n = 95r ＝ 0.50**

200

n = 95r ＝ 0.85**
y = 0.24x + 109

700
麦芽ジアスターゼ力(WK)

700
麦芽ジアスターゼ力(WK)

800

n = 45r ＝ 0.69**

100

600
500
400
300
200
100

0

0
0

500

1000

1500

2000

2500

0

1000

1500

2000

2500

原麦全βｰアミラーゼ活性(units/g)

原麦活性型βｰアミラーゼ活性(units/g)

第４図

原麦全β‑アミラーゼ活性と麦芽ジアスターゼ力の関係○ Bmy1-Sd1, △ Bmy1-Sd2, ● Harrington(Bmy1-Sd1),▲ ミカモゴールデン(Bmy1-Sd2)

第３図

β‑アミラーゼ遺伝子型による原麦活性型
β‑アミラーゼ活性と麦芽ジアスターゼ力の関係○ Bmy1-Sd1, △ Bmy1-Sd2, ● Harrington(Bmy1-Sd1),▲ ミカモゴールデン(Bmy1-Sd2)

第２表

500

ミカモゴールデン/Harrington DH系統のアミラーゼ活性と麦芽品質との相関関係 (n＝95)
麦芽α‑

原麦全β‑アミラーゼ

アミラーゼ

麦芽
全窒素

0.04

0.84

麦芽α‑アミラーゼ** ：0.1％水準で有意.

0.06

麦芽
ｴｷｽ
**

可溶性
窒素

ｺｰﾙ
ﾊﾞｯﾊ数

麦芽DP
(WK)

‑0.44

**

0.45

**

‑0.38

**

0.85

0.50

**

0.71

**

0.70

**

0.10

麦芽DP
(WK/TN)
**

0.44
0.08

**

麦汁β‑
グルカン

麦汁
粘度

0.16

0.22

‑0.44

**

‑0.28

*

*：1％水準で有意.

２．原麦全β‑アミラーゼ活性のオートアナライザーを用いた測定の自動化と選抜効果

101個体の原麦全β-アミラーゼ活性を調査した．ただし，多点数あるため原麦粗蛋白含量，原麦水分含有率は測定

オートアナライザーを利用してβ -アミラーゼ活性のせず，湿重量あたりの原麦全β -アミラーゼ活性で選抜

測定を自動化するために抽出液の DTT濃度を検討した

した．その結果，700 WK以上の個体は各組合せでそれ（第５図）．抽出液の DTT濃度が1 mMだと Betamyl法でぞれ10，16，8個体，計34個体あった（第７図）．薬交

用いられる0.1Mシステインと同様に不活性型β-アミラ

3769の親系統である大系HL-29の原麦全β-アミラーゼ活ーゼがほぼ活性化できることがわかった．抽出を確実に性は1089WKあり親系統のβ-アミラーゼ活性が高いこと行うためには、抽出液の DTT濃度は2.5 mMが適当と判が確認された．

断された．

原麦全β -アミラーゼ活性の高い個体数と同数の個体

F54組合せ68系統について原麦全β-アミラーゼ活性にを活性の低い順から選択しF5として全68系統栽培を行っ

関しては無選抜で麦芽分析を行い，原麦全β -アミラー

た．F4とF5の原麦全β-アミラーゼ活性の世代間相関は各

ゼで麦芽 DPが予測可能かを調査した．薬交3779，3780

組合せで高く（r = 0.79〜0.95**）（第８図），各組合の2組合せでは原麦全β -アミラーゼ活性と麦芽 DPで相せにおける原麦全β -アミラーゼ活性は比較的高い遺伝関が認められた．しかし，AC Metcalfeを母本とした2組率を示すことが確認された（第３表）．このことから原

合せでは相関は認められず，原麦全β -アミラーゼ活性

麦全β -アミラーゼ活性が極めて高い系統を交配親に持による選抜が可能な組合せが限定されることがわかった

つ組合せの場合，一株植えの F4 の原麦全β -アミラーゼ（第６図）．

活性から F5 の原麦全β -アミラーゼ活性を予測できるこ

四 R系1363を母本とした3組合せのF4選抜系統122，89，とが明らかになった．また，これらの組合せでは原麦全21栃木県 農業試験場研究報告 第 53 号

β-アミラーゼ活性の高いものは麦芽DPが既存品種と比く異なる組合せも見られ，麦芽DPは原麦全β-アミラー

べて極めて高いことが確認された（第９図）．さらに，

ゼ活性以外の要素の影響を受けていることが示唆された．

麦芽ジアスターゼ力(WK/TN)

原麦全β-アミラーゼ活性が同じでも麦芽DPの値が大きスカイゴールデン( Bmy 1-Sd2)
Harrington( Bmy 1-Sd1)

800

250

200

150
200

250

300

400

400

200

0.0

1.0

2.0

5.0

10.0

0.1M

システイン

抽出液中のDTT濃度(mM)

酵素抽出液のジチオスレイトール濃度の違いによる原麦β‑アミラーゼ活性●栃系274▲大系HL-16○薬交3780r = 0.80**

250

200

150

0

第５図

300
●栃系274▲大系HL-11○薬交3779
r = 0.61**

150

600

麦芽ジアスターゼ力(WK/TN)

原麦β-アミラーゼ活性 (units/g)

1000

300

150

200

250

300

250

300

300
●栃系274▲AC Metcalfe○薬交3783
r = 0.15300●関東二条32号▲AC Metcalfe○薬交3784
r = 0.20

250

200

200

100

150
100

200

300

400

原麦全β-アミラーゼ活性(WK/TN)
第６図

150

200

原麦全β-アミラーゼ活性(WK/TN)

F5系統における原麦全β‑アミラーゼ活性と麦芽ジアスターゼ力の関係

F 5原麦全β−アミラーゼ活性(WK)

1000

100
薬交358780

系統数

薬交358860

薬交376940
大系HL-29

20

↓

800

600

400

200

○薬交3587, n = 20, r = 0.95**●薬交3588, n = 28, r = 0.95**▲薬交3769, n = 16, r = 0.79**

0
0

1300

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

200

400

600

800 1000 1200 1400

F4原麦全β−アミラーゼ活性(WK)

F4原麦全β-アミラーゼ活性(WK)
第７図

22

F4系統の原麦全β‑アミラーゼ活性の頻度分布

第８図

F4およびF5系統の原麦全β‑アミラーゼ
活性の世代間相関

原麦 β-アミラーゼによる極高ジアスターゼ系統選抜方法の開発

1000

800
600
400

800
600
400

○薬交3587200●スカイゴールデン▲大系HG-32
0
0
0
200
400
600
800 1000 0
原麦β-アミラーゼ活性(WK/TN)

200

第９図

世代

番号

※1

200

400

800
600
400

○薬交3588200●大系HC-15▲九州二条12号
0600
800 1000 0

原麦β-アミラーゼ活性(WK/TN)○薬交3769●栃系274▲大系HL-29
200
400
600
800 1000
原麦β-アミラーゼ活性(WK/TN)

原麦全β‑アミラーゼ活性および麦芽ジアスターゼ力

第３表薬交

麦芽ジアスターゼ力(WK/TN)

1000
麦芽ジアスターゼ力(WK/TN)

麦芽ジアスターゼ力(WK/TN)

1000

原麦全β‑アミラーゼ活性の遺伝率

原麦β-アミラーゼ活性（WK）
M

※1
1

M2

※1

M'

※1
1

M'

※1
2

遺伝
t

※2

獲得量

遺伝率

3587

F 4 -F5

886

310

754

385

**

369

0.64

3588

F 4 -F5

919

329

681

331

**

350

0.59

3769

F 4 -F5

1146

251

773

373

**

399

0.45

※3

M1，M'1:各々上位の選抜個体およびこれらの後代系統群の原麦全β-アミラーゼ活性の平均値．

M2，M'2:各々下位の選抜個体およびこれらの後代系統群の原麦全β-アミラーゼ活性の平均値．

※2※3

M'1，M'2ついてt検定を行った結果，1%水準で有意差があることを示す．
遺伝率は（M'1 - M'2） / （M1 - M2）で求めた．

Ⅳ考察

１．原麦活性型β‑アミラーゼ活性と麦芽DPの関係
本試験は、原麦から麦芽 DPを選抜する方法を検討した．加島ら（1999） 8) は水抽出原麦 DPと麦芽 DPとの相関が高く，選抜指標として利用できると報告しているが，今回用いたミカモゴールデン /Harringtonの DH系統では遺伝子型ごとに原麦活性型βアミラーゼ活性と麦芽 DPが相関を持つため，原麦活性型βアミラーゼ活性の高い系統を選抜すると原麦活性型βアミラーゼ活性は低いが麦芽 DPの高い系統を廃棄してしまう恐れがあるので選抜に利用できなかった．これは、前述の報告では恐らく同じ遺伝子型同士が交配に用いられたためと考えられる．
２．ミカモゴールデン/HarringtonのDH系統における原麦全β‑アミラーゼ活性と麦芽DPの関係
原麦中の不活性型のβ -アミラーゼは，蛋白質分解酵
素やチオール基を持つ還元試薬によって活性化される9)．
また，栽培品種間では原麦全β -アミラーゼ活性と麦芽DPは高い相関がある 10) ことが既に知られており，ミカ
モゴールデン /Harringtonの DH系統でも相関が高いことが確認された．ミカモゴールデン /Harringtonの DH系統の原麦全β-アミラーゼ活性（units/g）と麦芽DP（WK）の関係式に（ units/g）から（ WK）への換算式を代入することで原麦全β -アミラーゼ活性（ WK） と麦芽 DP（WK）の関係式を y = 0.69 x + 107 と表すことができる．麦芽 DPは麦芽を水で抽出して測定するので麦芽中の活性型β-アミラーゼ活性とβ-アミラーゼ以外の澱
粉分解酵素活性の総和である．この式の y 切片は発芽中に生合成されるβ -アミラーゼ以外の澱粉分解酵素活性，傾きは原麦全β -アミラーゼ活性のうち麦芽中に存在する活性型β-アミラーゼ活性の割合（麦芽活性型βアミラーゼ活性÷

原麦全β -アミラーゼ活性）と考えられる．
ミカモゴールデン /Harringtonの DH系統の中には原麦
全β-アミラーゼ活性が同じでも麦芽DPが異なるのものが見られた．この原因として以下の理由が考えられる．
原麦全β -アミラーゼ活性に対する麦芽中で存在する活性型β-アミラーゼ活性の割合が高い，もしくはβ-アミラーゼ以外の澱粉分解酵素活性が高い場合に麦芽 DPは推定された値より大きくなる可能性がある．また，逆に
原麦全β-アミラーゼ活性に対する麦芽活性型β-アミラ

23栃木県 農業試験場研究報告 第 53 号

ーゼ活性の割合が低い，もしくはβ -アミラーゼ以外ののため，本選抜法によりビール麦として有効な形質を取

酵素活性が低い場合は推定された麦芽 DPの値より小さ

りいれることができれば醸造品質の飛躍的な向上が期待くなる可能性がある．原麦全β -アミラーゼ活性に対すできる．

る麦芽活性型β -アミラーゼ活性の割合の違いは系統の今回使用した四R系1363を母本とした系統は，原麦全特性もしくは製麦中の発芽不良や焙燥における熱失活に

β -アミラーゼ活性が高く，既存品種に比べて極めて麦よる影響も受けると考えられる．

芽DPが高い．しかし，醸造品質に対する極高β-アミラ

３．オートアナライザーを利用した原麦全β‑アミラーゼ特性の影響についてはまだ十分な知見がない．ただし，酵母の利用できる糖はマルトトリオース程度の大きーゼ活性による麦芽DP選抜
原麦全β-アミラーゼ活性と麦芽DPは高い相関がある

さの糖しか発酵に利用できないこと 13) ，β -アミラーゼ

ことから，原麦全β-アミラーゼ活性を麦芽DPの選抜にの耐熱性には品種間差があり，熱安定性を指標として最活用できないか検討した．その結果，供試した4組合せ

終発酵度の間接選抜が可能 14) であることからβ -アミラのうち2組合せの交配については高い相関が認められたーゼ活性を高くすることにより，ビール醸造における発が，交配親をAC Metcalfeとする2交配については相関が酵性の向上が期待できる．また，酵素力が強い麦芽がで認められなかった．相関が見られなかった原因が AC

きれば従来利用できなかった副原料を用いることができ，

Metcalfeが交配親であったためなのかは不明であるが，今までにはなかった風味のビールの醸造が可能になるか

ミカモゴールデン /Harringtonの DH系統で原麦全β -アミもしれない．

ラーゼ活性が同じでも麦芽 DPが異なる系統が見られた

β-アミラーゼはα-アミラーゼと比べて耐熱性が低く，ようにこれらの組合せで原麦全β -アミラーゼ活性より糖化中に熱失活してしまうためβ -アミラーゼの耐熱性

も麦芽 DPに関与する何らかの要素が大きく働いたのでに関する研究は現在も行われている．β -アミラーゼのはないだろうか．また，オートアナライザーを使用した

耐熱性が高い品種の麦汁は酵母の利用できる低分子量の原麦全β -アミラーゼ活性測定は還元剤処理をした原麦

糖が多く含まれ，最終発酵度が高い15)との報告があるの中に含まれる澱粉分解酵素力を測定している．そのため，で，β -アミラーゼの「量」ではなく「質」についても

β -アミラーゼの基質を利用するメガザイム社のキット

今後検討する必要がある．

とは異なり，試料が収穫前の降雨で穂発芽した場合，外５．育種への応用と留意点

見は発芽していなくてもβ -アミラーゼ以外の澱粉分解

今回の報告で原麦全β-アミラーゼ活性で麦芽DPを選酵素が発現していた場合などはβ -アミラーゼ活性とし抜できる組合せが限定されることが示唆されたが，どのて測定してしまう可能性がある．したがって，分析目的組合せで相関が低くなるか判別することは困難である．

によってはα -アミラーゼ活性などの測定もあわせて行

ただし、四R系1363を母本とした系統群で原麦全β-アミう必要もあるだろう．

ラーゼ活性の高い系統はミカモゴールデン/Harringtonの４．極高β‑アミラーゼ活性系統の選抜とその意義

DH系統から求めた原麦全β -アミラーゼ活性(WK)と麦四 R系1363を母本とした系統群についてF4の原麦から芽 DP( WK)の関係式から予想される値より麦芽 DPが高F5 の原麦全β -アミラーゼ活性を予測することができ，かった．これは原麦全β -アミラーゼ以外の澱粉分解酵

原麦全β-アミラーゼ活性の高いものは麦芽DPが高かっ素が発現しているためと考えられるが，原麦全β -アミ

た．この結果は DPが農業特性や醸造品質の中で広義のラーゼ活性の極めて高い系統を選抜することで麦芽 DP

11)

遺伝力が高い特性である ことと一致していた．四国農の極めて高い系統を選抜することができた．このことか

業試験場（現，近畿中国四国農業研究センター）で育成

ら，本法は原麦全β -アミラーゼ活性の差が小さい品種

された裸麦四R系1363はHyprolyを母本としており，従来同士の交配から得られた系統の選抜に用いるよりも，原のビール大麦に比べてβ -アミラーゼ活性が極めて高い

麦全β -アミラーゼ活性の極めて高く醸造品質の優れた系統であり、1994年4月に栃木分場で人工交配が行われ系統，もしくは何らかの耐病性に関する遺伝子は有する

た．四R系1363は農業特性として開花，裸性，小粒，低が原麦全β -アミラーゼ活性が極低の系統を母本とする

収で原麦粗蛋白質含量が高く、ビール大麦としては不利

交配によって選抜対象となる系統の原麦全β -アミラーな特性があるが，その親品種であるHyprolyは第7染色体

ゼ活性が大きく異なることが予想される場合に有効な選

長腕に座上する高リジン遺伝子lys1はホルデインを減少抜法であると言える．今回供試した組合せにはなかった

させ，β -アミラーゼや泡保ち性を良くする蛋白質としが，既存の品種同士の交配から得られた系統についても

12)て働くプロテイン Zを増加させると言われている ．そ24

極めて低い麦芽 DP系統が出現することがあるので，そ原麦 β-アミラーゼによる極高ジアスターゼ系統選抜方法の開発のようなビール麦として使用できないような系統を淘汰

7．McCleary, B. V. and Codd, R.（1989）

することに活用できるだろう．今後は実用的な組合せでMeasuremet of beta-amylase in cerial flours and

狭い範囲に分布する麦芽 DPを原麦で選抜することが可

commercial enzyme preparations, J. Cereal Sci.,

能な分析法を開発していく必要がある．

9, 17-33

本法で麦芽 DPが極めて高い系統の選抜が可能になっ8．加島典子ら（1999）

ビール大麦の原麦ジアス

たが，ビール大麦として実需者から求められているのはターゼ力と他形質との関係

麦芽 DPだけではない．主なものとして麦芽エキスが高7-52.

く，麦汁β -グルカンが低い，粗蛋白含量が10.0〜11.0

栃木農試研報48：4

9．Allison, M. J. and Swanston, J. S.（1974）%の適正範囲かつ蛋白の溶けが適正で溶けすぎない等、

Relationships between beta-amylase polymorphisms

全ての醸造品質の項目でバランスがとれたものがビール

in deveroping, mature and germinating grains of

原料として望まれている．そのため、極高 DP系統の育

barley, J. Inst. Brew., 80, 285-291

成にはビールをはじめとして発泡酒等のビール以外の用

10．Gibosn, T. S. and Solah, V.（1995）Diastatic

途も含めた特性が生かせる利用法を実需者と共に考えてpower in malted barley: contributions of malt

いかなければならない．

parameters to its deveropment and the potential ofbarley grain beta-amylase to predict malt diastatic
power, J. Inst. Brew., 101, 277-280

謝辞
最後にミカモゴールデン /Harringtonの DH系統を作出

11．吉川亮ら（1995）各種栽培条件下におけるビールしていただいた福岡県総合農業試験場二条大麦育種指定

大麦ジアスターゼ力の遺伝的安定性

試験地の皆様，および品質分析において多大なる協力を

研報14：26-29

いただいた星野洋子主任技術員に心から感謝の意を表し

12．農林水産技術会議編
開発

ます．

麦

福岡総農試

高品質化にむけた技術

農林水産研究文献改題

No.23：524-533

13．稲橋正明ら（1992）各種醸造用酵母のマルトオリ
ゴ糖に対する発酵特性 日本醸造協会誌

引用文献
1．谷口義則（2002）ビール用二条大麦における品質育種の成果と今後の方向

農業技術57（8）：33

7-342

14．木原誠ら（1998）大麦β-アミラーゼに関する育種的研究．1．β-アミラーゼ熱安定性の品種間

2．ビール酒造組合

国際技術委員会編（2002）ビールの基本技術：1-46
に関する研究差異と熱安定性を指標とした麦芽品質の間接選抜．
育種学雑誌

3．古庄雅彦（1993）ビール大麦における半数体育種
福岡農総試特別報告

第7号：31-43
4．栃木分場

第87巻

第4号：312-314（別1）：153

15．Evans, E., Wegen, B. and Eglinton, J.（2003） The impact of the thermostability ofalfa-amylase, beta-amylase, and limit dextrinase（1998）

麦品質検定法

｢品種改良のためのビール（第3版）｣

on potential wort fermentability, J. Am. Soc.
Brew. Chem.,61(4): 210-218

5．Evans, D. E., MacLeod, L. C., Eglinton, J.
K., Gibson, C. E., Zhang, X., Wallace,W., SkerrittJ., H. and Lance, R. C. M.（1997）Measurement of beta-amylase in malting barley（Hordeum vulgare L..）. I. Developmet of aquantitative ELISA for beta-amylase, J. Cereal
Sci., 26, 229-239
6．Evans, D. E., Wallace, W., Lance, R. C.
M. and MacLeod, L. C.（1997）Measurementof beta-amylase in malting barley （ Hordeum
vulgare L.）. II. The effect of germination andkilning, J. Cereal Sci., 26, 241-250

25栃木県 農業試験場研究報告 第 53 号

26