The role of fructan metabolism in the roots for the emergence of asparagus spears

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06021
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39030:Horticultural science-related
• Research Institution: Rakuno Gakuen University
• Principal Investigator: Ueno Keiji 酪農学園大学, 農食環境学群, 准教授 (90441964)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 園田 高広 酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (60621498)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 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

Outline of Final Research Achievements

Fructan is the energy source for emergence of asparagus spears. We investigated how fructan is metabolized by several fructan metabolizing enzymes.
The underground part of asparagus before and after emergence of spears was collected, and the fructan content and its metabolic enzyme activity and gene expression were analyzed. With the decrease of fructan during the emergence period of asparagus, fructan synthesis was suppressed by the decrease of fructosyltransferase activities and these gene expressions (aoft 1, 2, 3) in the storage root. Moreover, increase of the aoeh4 gene expression raised fructan-degrading enzyme activity.
Our results showed that not only aoeh4 but also aoeh3 and 7 genes may be involved in fructan degradation in root and rhizome adjacent to root.

Free Research Field

園芸学・植物生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

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aoeh7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、今後明らかとすることで、アスパラガスの高品質な品種の育成や栽培管理の検討等の基盤となる情報を積み重ねることが可能となり、今後の研究展開と考えている。