2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of biosynthetic pathway of cell wall and cuticle in developing fruit - Dynamism of starch degradation products in tomato fruit
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16K07586
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
松倉 千昭 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60361309)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | トマト / 果実 / デンプン / AGPase / 糖 / ペクチン / ガラクツロン酸 / クチクラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トマトにおいて果実,葉柄組織に蓄積したデンプンの代謝経路およびその分解産物の機能を解明するため、デンプン蓄積抑制形質転換体(ADP-glucose pyrophosphorylase遺伝子 AgpS1、AgpL1 RNAi形質転換系統) を供試して細胞壁や組織強度に注目して解析を行った。H29年度までの解析で、赤熟期果実においてデンプンはグルコース、スクロース、フルクトースなどの可溶性糖だけでなく、ペクチンの主成分であるUDP-D-ガラクツロン酸に代謝されていることが示された。また、デンプンが減少した複数の系統で一貫して果実硬度が減少し、最もデンプン蓄積が抑制されているAgpS1-67系統において果皮クチクラ層が薄くなっていることが確認された。これらの結果より、果実成熟過程におけるデンプンの分解経路を明らかにしただけでなく、デンプン分解産物が細胞壁などの構成多糖合成に利用されていることが示された。そこで、AgpS1、AgpL1 RNAi形質転換系統を複数系統供試し、詳細な果皮クチクラ層の解析を行った。その結果、AGPaseの発現が抑制されたいずれの系統においても果皮クチクラの量が30-40%減少していることが明らかとなった。これまでデンプン分解産物がペクチンやクチクラ生合成に関与するという知見は報告されておらず、その制御機構も不明である。そこで、デンプン蓄積が顕著に抑制されている系統（AgpS1-67) と非形質転換体の果実を供試し、RNA-シークエンス解析を行った。その結果、形質転換体果実においてペクチン代謝、脂肪酸輸送・代謝に関係する幾つかの輸送体、酵素遺伝子の発現が大きく変動していることが明らかとなった。これらの結果は、デンプン蓄積抑制による分解産物の減少が細胞壁構成多糖や果皮クチクラの代謝に影響を及ぼした結果と考えられる。
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Research Products
(5 results)
