ナス科果菜類のアセチルコリン調節機構の解明と制御技術の開発

• Project/Area Number: 22K05641
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39030:Horticultural science-related
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 松尾 哲 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, 上級研究員 (20414675)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: アセチルコリン / ナス / トマト / ナス科植物 / ゲノム編集 / ナス科

Outline of Research at the Start

アセチルコリンは、動物の神経伝達に関与し、生命活動に必須の物質であるが、摂取することで血圧を降下させる機能があることが知られている。最近、ナスの果実に極めて高濃度のアセチルコリンが含まれることが明らかとなり、機能性食品として新たな市場を開拓することが期待されている。しかしながら、ナスの果実でアセチルコリンが蓄積する機構は明らかにされていない。本研究では、果実にアセチルコリンを蓄積するナスと同じナス科で蓄積しないトマトについて、アセチルコリンの調節に関わる遺伝子を解析することにより、ナス科植物の果実でのアセチルコリン蓄積機構を明らかにし、その含量調節が可能であるかを検証する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、同じナス科植物で、果実に高濃度のアセチルコリンを蓄積するナスと蓄積しないトマトの果実発達におけるアセチルコリン調節機構を解析し、調節に関わる遺伝子の制御により、ナス科植物果実のアセチルコリン含量のコントロールが可能であるかを明らかにすることを目的としている。アセチルコリン調節遺伝子の制御により、果実のアセチルコリン含量のコントロールが可能であるかを明らかにするため、昨年度は、ナスとトマトの同遺伝子の機能を欠損させるためのゲノム編集コンストラクトを作成し、トマト「アイルサクレイグ」を用いて形質転換を実施し、形質転換体当代を得た。今年度は、変異が入った形質転換体後代のホモ個体を選抜した。得られたホモ個体のうち、先行して果実が得られた1系統について、LC/MS/MS用いてアセチルコリンの定量を実施したが、変異体において野生型の果実と比較して大きな増加は確認できなかった。引き続き、他の系統のホモ個体の栽培を進めており、果実が得られ次第、同様にアセチルコリンの分析を実施する。一方、アセチルコリン調節遺伝子については、トマトでは相同性の高い遺伝子がもう一つ存在することが判明した。そこで、二つのアセチルコリン調節遺伝子を標的としたゲノム編集コンストラクトを追加で作成し、トマトの形質転換を開始した。また、ナスでも二つ遺伝子が存在することが判明したため、同様にゲノム編集を実施するのためのコンストラクトを作成した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

トマトゲノム編集変異体のホモ個体を選抜し、今年度の予定通り進行していたが、アセチルコリン調節遺伝子については、相同性の高い遺伝子がもう一つ存在することが判明した。そこで、引き続きすでに作成した変異体の解析を実施するとともに、計画を一部変更し、二つのアセチルコリン調節遺伝子を標的としたゲノム編集植物の作成を進めている。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、引き続き形質転換体の選抜と解析を実施するとともに、計画を一部変更し、二つのアセチルコリン調節遺伝子を標的としたゲノム編集植物の作成を進め、果実のアセチルコリン含量等の解析を実施する。