落葉果樹の樹体および果実発育生理の分子生物学的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11306003
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 岩堀 修一 筑波大学, 農林学系, 教授 (00012055)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂本 知昭 筑波大学, 農林学系, 学振特別研究員 ; 菅谷 純子 筑波大学, 農林学系, 講師 (90302372) ; 弦間 洋 筑波大学, 農林学系, 助教授 (70094406) ; 田中 宥司 農業生物資源研究所, 新生物資源創出研究グループ, 新作物素材開発研究チーム長 ; 森 仁志 名古屋大学, 農学部, 助教授 (20220014)
• Keywords: アントシアニン / オーキシン / 休眠 / サイトカイニン / 着色 / ABA / CHI / UFGalT

Research Abstract

ABA生合成の律速段階を触媒するNCEDのcDNAを4種類単離した。PsNCED2、PsNCED3は休眠腋芽で発現し休眠解除後は一度発現が減少するが、その後再び主芽副芽ともに増加した。PsLEA4、PsAD1は休眠した副芽で、PsRD28Bは副芽主芽共に発現していた。一方PsABI3はこれまでに種子特異的な転写因子と考えられていたが休眠腋芽でも発現しており、頂芽切除後は発現が減少するが再び休眠する副芽で発現することから、休眠とPsABI3の発現に相関が認められた。
またサイトカイニン生合成の鍵となるisoPentenyl transferase(PsIPT5)が頂芽切除後の茎で発現することを明らかとした。PsIPT5は茎のオーキシン供給が断たれると発現し、逆にオーキシンが供給されると発現が減少した。また頂芽切除後の茎のサイトカイニン量もPsIPT5の発現と一致して増加した。
アントシアニン生合成に関わる酵素であるPAL、CHI、およびUFGalTの活性に対するカルシウム、リン、窒素の影響について検討した。その結果カルシウム処理により明らかにアントシアニン蓄積が促進され、CHIおよびUFGalT活性の上昇が関与していることが示された。窒素はCHIやUFGalT活性に対して促進的に働いたにも関わらず、高濃度処理ではアントシアニン蓄積を阻害した。リンは低濃度ではアントシアニン蓄積を促進したが、高濃度では阻害した。その促進にはCHIとUFGalTの促進が関与していることが示された。
これらの結果は、リンゴ果皮の着色制御にカルシウム、リン、窒素が酵素活性の促進を介して作用することを示唆している。また、リンゴカルスを用いることにより、'ふじ'リンゴの着色抑制にはCHIやUFGalTなどの酵素活性が極めて重要であることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Shimizu-Sato, S. Mori, H.: "Control of outgrowth and dormancy in axillary buds"Plant Physiology. 127. 1405-1413 (2001)
• [Publications] Li, Z., Gemma, H. Iwahori, S.: "Changes in flavonoids accumulation and activities of enzymes involved in flavonoids biosynthesis in the skin of 'Fuji' and 'Orin' apples during fruit devepment"Journal of Japanese Society for Horticultural Science. (印刷中). (2000)
• [Publications] Li, Z., Gemma, H. Iwahori, S.: "Stimulation of coloring of skin of 'Fuji' apple as affected by ethephon and phosphorus-calcium mixed compounds in relation to flavonoid synthesis"Scientia Horticulturae. (印刷中). (2002)