2019 Fiscal Year Research-status Report

カンキツ果実におけるβ－クリプトキサンチンのエステル化機構の解明

Research Project

Project/Area Number	19K06015
Research Institution	Shizuoka University
Principal Investigator	張嵐翠静岡大学, 農学部, 特任助教 (20767371)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	カンキツ / カロテノイド / キサントフィル / エステル化
Outline of Annual Research Achievements	本研究では，カンキツ果実において主要なカロテノイド色素であるβ-cryptoxanthinをエステル化するキサントフィルエステル化酵素（Xanthophyll esterase; XES）遺伝子の探索および果実の成熟過程におけるカンキツ5品種のCitXESの発現解析を行った。令和元年度は，ウンシュウミカンの‘宮川早生’と ‘山下紅早生’，太田ポンカン’，‘ダンシータンジェリン’および‘かんきつ中間母本農6号’の9月～12月における果皮および果肉について，カロテノイド抽出溶媒を用いてフリー体およびエステル体のβ-cryptoxanthinを抽出し，含量をHPLCにより測定した。 5品種の果皮および果肉におけるβ-cryptoxanthinのフリー体およびエステル体の含量を比較すると，いずれの品種においてもエステル体の含量が高く，約90％がエステル体であった。カロテノイド生合成遺伝子の発現レベルはβ-cryptoxanthinの含量の増大に伴い上昇した。特に，果皮におけるCitPSYの発現レベルは，いずれの品種においてもβ-cryptoxanthinの含量増大に伴い上昇した。CitXESの発現レベルは，9月から成熟に伴い上昇し，この発現レベルの上昇はCitPSYの発現レベルおよびβ-cryptoxanthin含量の増大よりも早く認められた。以上の結果より，CitXESは果実の成熟の早い段階で発現レベルが上昇し，カロテノイド生合成遺伝子の発現上昇により生合成されたβ-cryptoxanthinを速やかに脂肪酸とエステル化すると考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 令和元年度は，ウンシュウミカンの‘宮川早生’と ‘山下紅早生’，太田ポンカン’，‘ダンシータンジェリン’および‘かんきつ中間母本農6号’のカンキツ5品種の果皮および果肉について，β-cryptoxanthin含量の変動，カロテノイド生合成遺伝子およびキサントフィルエステル化酵素CitXESの遺伝子発現変動を調査した。CitXESは果実の成熟の早い段階で発現レベルが上昇し，カロテノイド生合成遺伝子の発現上昇により生合成されたβ-cryptoxanthinを速やかに脂肪酸とエステル化すると考えられた。これらの結果から，CitXESはβ-cryptoxanthinのエステル化に関与することが明らかとなっており，本研究課題はおおむね順調に進展していると考える。
Strategy for Future Research Activity	令和２年度は，令和元年度に単離したキサントフィルエステル化酵素のCitXES遺伝子の機能解析を行う。大腸菌等を用いてCitXESのリコンビナントタンパク質を発現させ，in vitroにおいて機能解析を行い，β-cryptoxanthinをエステル化するかを確認する。また，マイクロアレイ解析による発現解析により，CitXES類似のDGAT（Diacylglycerol Acyltransferase）遺伝子を単離する。