2020 Fiscal Year Research-status Report
アスパラガスの萌芽にフルクタン代謝機構の果たす役割
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19K06021
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| Research Institution | Rakuno Gakuen University |
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Principal Investigator |
上野 敬司 酪農学園大学, 農食環境学群, 准教授 (90441964)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
園田 高広 酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (60621498)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アスパラガス / フルクタン / フルクタン加水分解酵素 / フルクタン合成酵素 / フルクトオリゴ糖 / ケストース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度にアスパラガスを約2ヶ月ポット栽培し温度帯の変化により休眠を誘導、打破処理し、若茎を萌芽させた植物体を得た。この間の休眠誘導前、休眠打破期間(低温遭遇期間)、萌芽期間にアスパラガス地下部を採取し、部位ごと(貯蔵根、地下茎、りん芽)に分けてサンプルとした。これらのサンプルのスクロースやフルクタン代謝関連酵素遺伝子の発現変動を調べた。また貯蔵根中のグルコース、フルクトース、スクロース及び各フルクタン含量を調べた。結果、貯蔵根中のフルクタン及びスクロース含量は萌芽期間中に減少し、フルクトースが増加し、フルクタン分解が進行していることが観察された。また貯蔵根での遺伝子発現においてフルクタン合成酵素遺伝子であるaoft1. aoft2, aoft3の減少、フルクタン分解酵素遺伝子であるaoeh4の上昇も確認された。これらの変化は前年度に農場現場のモデルとして使用した1,5年株で実施した試験と同様の傾向であったことからポット栽培において農場現場のモデルを検証できる可能性が示された。また、アスパラガス萌芽時期のフルクタン減少に関与する他の酵素遺伝子を探索するため、aoeh4以外のフルクタン分解酵素の候補遺伝子の発現変動を部位ごとに調査したところ、aoeh7遺伝子が萌芽時期の貯蔵根、地下茎、りん芽において高い値を示し、aoeh4だけでなく複数の酵素遺伝子が関与してアスパラガス若茎萌芽のためのフルクタン分解が進行する可能性を示した。
現在aoeh7遺伝子及び他のフルクタン分解酵素遺伝子の組換タンパク質生産の準備を進めているところである。
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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
ポット栽培アスパラガスを用いてアスパラガス若茎萌芽時に起きる貯蔵根でのフルクタンの減少と関連遺伝子の変動をしらべ、前年度、農場現場モデルとして用いた1.5年株での試験と同様であることを確認した。このことはポット栽培が温度環境、灌水などが若茎萌芽に与える影響を調べるための条件検討などの農場現場モデルでの試験の前段階の試験として使用できることを示し、今後の研究進展に大きく貢献できる知見と考えている。また、部位ごとでの遺伝子発現解析において新たにフルクタン分解に関与すると考えられる候補遺伝子aoeh7を見出し、貯蔵根だけでなくりん芽、地下茎の他の部位で機能している可能性が考えられ、今後、部位ごとでのフルクタン変動、代謝酵素及び遺伝子の変動解析を進展させるという今後の方向性を示した。そのための試料採取も2020年度に進めており、これらのことから区分を「(2)おおむね順調に進展している」とした
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度にポット栽培したアスパラガスを用いた試験で明らかにした部位ごとの遺伝子変動が農場現場モデルとして用いた1.5年株において同様に変動するかを確認する。さらに糖分析・酵素活性測定を行い、部位ごとでのフルクタン代謝を調査することにより貯蔵根だけでなくりん芽、地下茎におけるフルクタンがアスパラガス若茎の萌芽に果たす役割を考察する。また、新たに見出したaoeh7遺伝子の組み換えタンパク質の解析をすすめることで複数の酵素遺伝子によるフルクタン分解が進行することの実証を試みる。
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| Causes of Carryover |
学会参加予定がオンライン開催及び延期となったため出張旅費の支出予定がなくなり、また実験の進捗状況から若干の消耗品の購入を見送ったため次年度使用額が生じた。次年度の試験の消耗品として使用する予定である。
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