2008 Fiscal Year Annual Research Report
アセロラにおけるアスコルビン酸の生合成と大量集積機構の解明
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19580108
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
江坂 宗春 Hiroshima University, 大学院・生物圏科学研究科, 教授 (70151975)
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| Keywords | アスコルビン酸 / アセロラ / 遺伝子発現 / ストレス抵抗性植物 / cDNA / ビタミンC / クローニング / 酵素 |
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| Research Abstract |
本研究では、アセロラのアスコルビン酸生合成に着目したものである。アスコルビン酸含量が驚くほど高いトロピカルフルーツであるアセロラについて、アスコルビン酸生合成経路を調べるとともに、アスコルビン酸の生合成を律速すると考えられているアスコルビン酸生合成酵素の酵素化学的特質や遺伝子発現を解析し、アセロラが、どうして、どのような機構で、大量のアスコルビン酸を生合成し、その果実に集積することができるのかを明らかにすることを目的とした。
まず、アセロラのアスコルビン酸生合成酵素GDP-D-mannose pyrophosphorylaseのmRNA発現を、シロイヌナズナやトマトの発現と比較した結果、アセロラのGDP-D-mannose pyrophosphorylaseのmRNA発現はシロイヌナズナやトマトのものに比べ非常に高かった。アセロラのGDP-D-mannose pyrophosphorylase遺伝子のプロモーター解析を行った結果、そのプロモーター活性は、植物の高発現プロモーターとして知られているcauliflower mosaic virus35SプロモーターやシロイヌナズナのGDP-D-mannose pyrophosphorylase遺伝子のプロモーターより高かった。アセロラのGDP-D-mannose pyrophosphorylase遺伝子をタバコに導入し、過剰発現させたところ、タバコのアスコルビン酸含量は野生植物の約2倍に増大した。
最終的に、アセロラでは、アスコルビン酸生合成系の少なくとも5つの酵素が、著しく高い発現をすることにより、アスコルビン酸合成酵素が大量に生合成され、結果的に、アスコルビン酸含量も増大することが示された。また、アセロラのアスコルビン酸生合成酵素遺伝子を植物に導入発現することにより、植物のアスコルビン酸含量を増大させることが可能になった。
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