2014 Fiscal Year Annual Research Report
細胞膜脂質の過酸化分解系の網羅解析に基づく青果物鮮度アセスメントシステムの確立
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25292155
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
中野 浩平 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (20303513)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒木 信一郎 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (00420505)
吉田 誠 神奈川県農業技術センター, 生産環境部, 課長 (20503650)
椎名 武夫 千葉大学, 園芸学研究科, 教授 (40353974)
中村 宣貴 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品総合研究所, 主任研究員 (50353975)
曽我 綾香 神奈川県農業技術センター, 生産環境部, 主任研究員 (60503638)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 農業工学 / ポストハーベスト工学 / 鮮度評価 / 青果物 / 脂質過酸化 / 遺伝子発現 / 揮発性化合物 / 水伝導係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細胞膜脂質の過酸化・分解系に着目した青果物の鮮度評価指標を開発するために、以下の４つの試験を実施した。
「１．細胞膜脂質の過酸化・分解に関与する酵素遺伝子群の発現変動解析」では、結球キャベツの保存前、保存３日後の試料について、セイヨウアブラナのDNAオリゴマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析結果を詳細解析した。具体的には、Senescence、Ethylene、Membrane、Phospholipase等をキーワードとして関連遺伝子を抽出し、各遺伝子の発現変動を定量評価し、鮮度アセスメントのための指標遺伝子を絞り込んだ。
「２．脂質過酸化レベルに基づく鮮度評価法の高精度化」では、結球キャベツのカルボニル化合物群を、DNPHによって誘導化してUV-HPLC法で分別定量した。カルボニル化合物含量の貯蔵に伴う変化傾向は分子種によって異なり、特に4つの物質が増加した。また、脂質過酸化反応の一次生成物である脂質ペルオキシドを定量するためのDPPP蛍光試薬を用いたフローインジェクション分析法を確立した。
「３．鮮度マーカーとなる揮発性化合物の同定」では、結球キャベツの保存前、保存７日後までの試料について、ホールの状態で揮発性物質を捕集し成分を同定した。揮発性成分として、3-hexen-1-olなど23成分が検出された。多くの成分は、貯蔵開始2日目まで増加し、4日目に大きく減少し、貯蔵期間中の揮発性成分の消長を捉え鮮度を論ずる必要がある。
「4．細胞膜の水透過性を指標とした鮮度評価技術の確立」では、常温貯蔵されたキュウリ果実の子室部、およびホウレンソウ葉から単離したプロトプラストにおいて、貯蔵期間の経過に伴って浸透圧非応答体積が減少することを明らかにした。浸透圧非応答体積は、細胞中の固相や水和物等の体積であることから、その減少は呼吸基質等の損耗と関係する可能性が示唆された。
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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
「１．細胞膜脂質の過酸化・分解に関与する酵素遺伝子群の発現変動解析」では、鮮度アセスメントのための指標遺伝子の絞込みが行われ、目標に向けて着実に進行している。「２．脂質過酸化レベルに基づく鮮度評価法の高精度化」では、老化に伴う脂質過酸化・分解反応物を精密に定量するための測定系が確立され、鮮度評価の高精度化に向けた生理学的な議論の進展と鮮度マーカー絞込みが期待できる。「３．鮮度マーカーとなる揮発性化合物の同定」では、鮮度アセスメントのための揮発性成分について、捕集時の試料の状態を変えて分析し、同様の成分が検出されており、揮発生成分の同定は順調に進行している。今後、鮮度との関係を解析し目標が達成される。「４．細胞膜の水透過性を指標とした鮮度評価技術の確立」では、浸透圧非応答体積の経時変化が明らかにされたことで、細胞膜水伝導係数をより高確度かつ高精度に算出することが実現しており、計画通りに進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、「１．細胞膜脂質の過酸化・分解に関与する酵素遺伝子群の発現変動解析」では、網羅的遺伝子発現解析から得られた鮮度アセスメント指標候補遺伝子について、他課題で得られた結果を総合して、候補遺伝子のさらなる絞込み、あるいは別の遺伝子の追加を行い、鮮度アセスメントに有効な遺伝子を特定する。さらに、特定された遺伝子について、異なる鮮度レベルの試料における発現解析を実施し、定量評価への利用可能性を判定する。「２．脂質過酸化レベルに基づく鮮度評価法の高精度化」では、これまでに確立された測定系を駆使し、貯蔵に伴う各種脂肪酸、脂質ヒドロペルオキシド、カルボニル化合物群の消長について解析し、鮮度マーカーとなり得る分子種あるいはそれらの組合せを見出す。「３．鮮度マーカーとなる揮発性化合物の同定」では、揮発性成分の捕集方法についてさらなる検討を行い、より詳細に青果物から放出される揮発性成分について同定を行う。これらの結果と他課題で得られた結果を総合して、同定成分の生成機構を考察し、鮮度保持指標となる物質を特定する。４．細胞膜の水透過性を指標とした鮮度評価技術の確立」では、各種貯蔵条件下における浸透圧非応答体積および水伝導係数と鮮度リファレンスデータとの関係性について検討する。これにより、膜脂質の過酸化・分解が膜の物理的特性に与える影響について評価し、細胞膜の水透過性を指標とした鮮度評価技術の妥当性を検証する。
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[Presentation] Measurement and evaluation of dysfunction of cell membranes in fruits and vegetables during low oxygen storage2014
Author(s)
Kuroki, S., Tachikawa, Y., Koizumi, K., Soga, A., Yoshida, M., Nakamura, N., Shiina, T., Nakano, K
Organizer
International Conference on Sustainable Agriculture, Food and Energy (SAFE2014)
Place of Presentation
Dempasar, Indonesia
Year and Date
2014-09-17 – 2014-09-19
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