モモの硬さを決める制御機構－早晩性やDNAメチル化の影響解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05587
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 立木 美保 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, 上級研究員 (10355381)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 八重垣 英明 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, 主席研究員 (00355372)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: モモ / オーキシン / 軟化

Outline of Annual Research Achievements

硬肉モモは果実成熟期に達しても、糖度の上昇や酸の減少は認められるにも関わらず、軟化しない。これまでに、硬肉モモでは、果実成熟期にオーキシン生合成に関する酵素であるYUCCA（PpYUC11)の発現が上昇しないため、IAA生合成量が増加せず軟化しないことを明らかにしている。また、YUCCAの5’上流域においてトランスポゾンが挿入することで発現抑制がおこり、挿入をホモで持つ場合に硬肉の性質を示すことが明らかとなっている。硬肉の発現抑制とトランスポゾンの関与を明らかにするために、トランスポゾン周辺部のメチル化程度についてバイサルファイトシークエンスを行った。その結果、トランスポゾンおよび周辺部におけるメチル化程度が明らかとなった。硬肉モモには、普通の硬肉モモより、やや軟化する「軟らかめの硬肉モモ」が見つかっている。軟らかめの硬肉モモには、YUCCAにおけるトランスポゾンの挿入および発現抑制は確認できるが、ややエチレン生成が起こり、果肉硬度も若干低下する。今年度は、軟らかめの硬肉モモの要因となる因子を探索するため、RNA-seq解析を行った。その結果、硬い硬肉モモと軟らかめ硬肉モモにおける遺伝子発現の違いから、幾つかの転写因子や酵素をコードする遺伝子が選抜された。これらの転写因子によって、エチレン等軟化に関与する遺伝子発現を制御する可能性も考えられた。また、これらの候補因子によりYUCCA発現だけでなく、モモの硬さに影響を及ぼす可能性が推測された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

硬肉モモにおけるYUCCA発現抑制には、トランスポゾンの挿入やメチル化が関与することが明らかとなった。今年度RNA-seq解析を行ったことで、軟らかめの形質に関わると推測される因子の候補を幾つか選抜することができた。選抜後、それぞれの因子の機能とモモの硬さへの影響についての研究を行っており、概ね順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

選抜した候補因子について、RNA-seq解析に用いなかった様々なモモ品種、果実ステージ、植物ホルモン等の処理における発現パターンを明らかにする。それらの解析を通じて、特に関与が強く示唆された因子について、DNAとの結合活性や果肉における一過的な発現抑制や過剰発現の系により、機能を推定し、モモの硬さとの関わりについて考察する。

Causes of Carryover

（理由）令和3年度および4年度に次世代シークエンサーによるRNA-seq解析を実施したが、期待した程度の解析結果が出たため、新たな解析数を減らすことができた。
（使用計画）選抜した遺伝子の機能推定するために、Y2H等試験を行うための試薬等購入を行う。