2011 Fiscal Year Annual Research Report
果実軟化の人為的制御にむけた果実内組織自律的な細胞壁制御メカニズムの基礎的研究
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11J00533
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
兵頭 洋美 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 果実 / 成熟 / 軟化 / 細胞壁 / 組織特異的 |
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| Research Abstract |
果実の成熟における細胞壁の役割は、現在まで多くの研究がなされ、細胞壁の分解と果実軟化の関連が示唆されているが、そのメカニズムは未解明である。
そのため、これまでの研究結果からトマト果実において組織特異的な細胞壁の変化がみられた、果皮・隔壁・Locular tissue(ゼリー状組織)に着目し、各組織の発生過程への理解を深め、特徴のある細胞層での細胞壁合成・分解の制御メカニズムを解明することを目的とする。また、様々な果実を用いて発生過程に基づき、共通した特徴を有する組織における細胞壁合成・分解制御を解析し、組織による自律的な制御メカニズムを解明することを目的としている。
昨年度は成熟・軟化に伴う果実組織の細胞壁多糖の変化を、生化学的および組織化学的手法より明らかとした。特に、現在までに不可能であった液化途上のゼリー状組織の組織観察ついて、新規の試料調製方法を確立することにより成功し、トマト果実全体の成熟に伴う細胞壁構成糖の変化を可視化するとともに、内部の子室組織(ゼリー状組織)を含めた果実全体の細胞分化の様子を観察することが可能となった。これらの結果により、果実の軟化過程において特異的な動態を示す細胞壁多糖類が、ペクチン、アラビノガラクタンプロテイン、キシランであることが明らかとなった。また、キシランについて、合成酵素、分解酵素による制御系も分布様式と矛盾無く働いていることがわかった。
さらに、成熟において特異的な軟化を伴う果実を用いて、細胞壁合成・分解の制御メカニズムを比較し、様々な果実成熟過程において、果実組織による自律的な細胞壁合成・分解の制御メカニズムとその共通性を明らかにすることで、果実軟化の人為的制御を行うことを最終目的としている。そのため、モデル植物であるトマト果実と同時に食用として市販されている果実を用いて、細胞壁の分析をすすめている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
果実軟化の人為的制御を行うことを最終目的としているが、果実の軟化過程において特異的な動態を示す細胞壁多糖類が、ペクチン、アラビノガラクタンプロテイン、キシランであることが明らかとなり、また、新規の試料調製方法を確立することにより果実全体の成熟に伴う細胞壁構成糖の変化を可視化することが可能となったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
トマト果実全体の成熟に伴う細胞壁構成糖の定量、組成分析を行い、果実の成熟段階、および各組織ごとに異なることが示唆された事から、さらに細胞壁糖鎖の分子量を調査する予定である。また、新規に確立した試料調製方法を用いることで、果実切片の化学染色、免疫抗体染色により、果実全体の成熟に伴う細胞壁構成糖の変化を可視化するとともに、細胞分化の様子を観察することが可能となったため、トマト果実のみではなく、多種果実の組織についても同様の方法で分析していく事が可能になったため、今後他の果実についても分析していきたいと考えている。
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