2021 Fiscal Year Annual Research 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 / 萌芽 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までにアスパラガス若茎の萌芽時期のフルクタンの減少・消費には①貯蔵根でのフルクタン合成酵素活性及びその遺伝子(aoft1, 2, 3)の抑制による新たなフルクタン合成の停止、②貯蔵根でのフルクタン分解酵素遺伝子(aoeh4)の増加によるフルクタン分解の促進が関係することを明らかとしてきた。
またフルクタン分解にはaoeh4だけでなくaoeh3や7遺伝子が関与すること、貯蔵根以外でのフルクタン分解が起きることを示唆する結果を得ている。最終年度はアスパラガスのサンプルには農業現場のモデルとして1.5年株を用い、各部位のフルクタン量、遺伝子発現量、酵素活性を調査した。
その結果、貯蔵根だけでなく、地下茎においても貯蔵根ほどの量ではないがフルクタンが存在すること、萌芽時に地下茎でのaoeh3, 7遺伝子の増加する傾向を示すことが観察された。また酵素活性においては地下茎から抽出した粗酵素液中に高いスクロース分解活性が検出されたが同時に低分子フルクタンである1-ケストースやニストースの分解活性が検出された。これは貯蔵根の粗酵素液の酵素活性よりも高い。
この結果は貯蔵根だけでなく地下茎においてもフルクタン代謝が行われている可能性を示している。アスパラガスの萌芽の準備として貯蔵根のフルクタンはまずaoeh4の作用により徐々に低分子化され、その後、貯蔵根もしくは地下茎でaoeh3や7遺伝子の翻訳産物により分解されることが考えられた。アスパラガスの萌芽・収量は品種や栽培の状況、環境ストレスなどの要因により強く影響を受ける。本研究により明らかとした異なるフルクタン代謝酵素による協同でのフルクタン分解が、萌芽・収量に影響を与える各種の要因と関係するのかどうかを明らかとし、アスパラガスの高品質な品種や栽培手法等の基盤となる情報を積み重ねることが今後の研究展開と考えている。
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