果実における糖組成の制御機構の解明による品質の改良

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09660017
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 金山 喜則 東北大学, 農学部, 助教授 (10233868)
• Keywords: 果実 / 糖 / トマト / フルクトース / フルクトキナーゼ

Research Abstract

果実に転流されたスクロースは、多くの場合グルコースとフルクトースに分解された後、キナーゼによってリン酸化され、呼吸やデンプン合成等に利用される。本研究では最も甘い糖であるフルクトースをリン酸化するフルクトキナーゼに注目し、本酵素遺伝子の生理的役割の解明と、アンチセンス遺伝子の導入に伴うフルクトースレベルの向上による甘さの増進を試みた。昨年度はフルクトキナーゼの発現解析を行いその生理的機能を明らかにしたので、本年度はアンチセンス遺伝子の導入を行った。
トマトにはFrk1と2の2種類のフルクトキナーゼ遺伝子が存在するため、その両方についてアンチセンス遺伝子を作成し、トマトへの形質転換を行った。はじめに用いたプロモーターは果実特異的でエチレン誘導型のE8プロモーターであったが、フルクトキナーゼ活性の抑制が不十分で糖組成に変化は見られなかった。これは本プロモーターが果実成熟期でのみ働く誘導型のため、アンチセンス遺伝子の発現が遅かったためと考えられる。次に構成的に発現するカリフラワーモザイクウイルスの35Sプロモーターを用いて同様の実験を行った。その結果、Frk1のアンチセンス遺伝子を導入した個体については活性が抑制されたものはみられなかったが、Frk2については果実での活性が抑制された個体がいくつか得られた。活性低下のみられた個体について、成熟時の果実の糖組成を検討したところ若干の変動がみられたので、現在さらに詳細を検討中である。本研究ではアンチセンス遺伝子を導入した個体において、特に成長において変化はみられなかったものの、果実の糖組成を制御できる可能性が示された。

Research Products

• [Publications] Y.Kanayama, D.Granotなど: "Tomato fructokinases exhibit differential expression and substrate regulation" Plant Physiology. 117・1. 85-90 (1998)
• [Publications] K.Sakanishi, Y,Kanayamaなど: "Expression of the gene for NADP-dependent sorbitol-6-phospnate clehydrogenase in peach leaves of various developmental stages" Plant Cell Physiology. 39・12. 1372-1374 (1998)