2021 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism of high vitamin C accumulation in fruits
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19K22284
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
石川 孝博 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (60285385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸田 隆典 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (50607439)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | アスコルビン酸 / 果実 / ガラクツロン酸経路 / 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トマトをモデルとして果実のアスコルビン酸高蓄積の事由を遺伝子・タンパク質レベルで解明するために、１）包括的遺伝子発現解析による果実形成初期段階における葉からのアスコルビン酸の転流に関わる輸送体の探索、および ２）果実成熟期に活性化される未確定のウロン酸を介したアスコルビン酸生合成経路の同定、に焦点を絞り解析を実施した。１）に関して、未成熟果実(IMG)および成熟果実(RD)におけるトランスクリプトーム解析を実施し、IMGおよびRDでそれぞれ特異的発現遺伝子をリスト化した。特に膜タンパク質に着目してアスコルビン酸を含めた糖輸送に関連する候補遺伝子を複数に絞り込みを実施した。各候補遺伝子の発現レベルを定量的PCRにより検証し、トランスクリプトーム解析結果との整合性が認められた複数の遺伝子ついて、タバコ培養細胞系を用いた組換え体タンパク質の発現系を構築し、アスコルビン酸取込み活性について評価した。また、２）に関しては、既存の植物遺伝子データベースを用いてアルドケトレダクターゼ(AKR)ファミリーの中からRD特異的に発現機能するガラクツロン酸還元酵素を探索し、結果として６遺伝子に着目した。各遺伝子の組換え体酵素を大腸菌およびタバコ培養細胞で発現し、ガラクツロン酸還元酵素活性を評価したところ、１遺伝子について有意なガラクツロン酸還元活性を検出した。同遺伝子のコードする酵素タンパク質は既知のAKRとは異なる特性を有する新奇酵素の可能性が強く示唆された。
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