Cooperative regulation of sink and source ability by sugar signals and plant hormones in Rosaceae fruit trees

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26450033
• Research Institution: Meijo University
• Principal Investigator: 鈴木 康生 名城大学, 農学部, 准教授 (30335426)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ソルビトール / バラ科果樹 / 遺伝子発現

Outline of Annual Research Achievements

バラ科果樹は、ソルビトールとシュクロースを転流糖として利用しており、これらの糖シグナルを介した遺伝子発現制御を通じて、栄養成長や果実品質が決定される。本研究では、ソース・シンクのキー酵素を対象として、このバラ科果樹の特有の糖シグナルと植物ホルモンのクロストークによる、協同的遺伝子発現調節機構を解明し、ソース・シンク能の制御機構の解明と向上を目的としている。今回バラ科果樹のモデルとして、ビワを選定した。ビワは現在までゲノムが解読されておらず、ソースのキー酵素であるS6PDHの全長クローンも得られていない。そこで、まずＳ6ＰＤＨのｃＤＮＡの全長配列を決定することとした。ビワ成熟葉より、ＲＮＡを抽出し、RACE法によりＳ6ＰＤＨのｃＤＮＡの全長配列を決定した。ビワ成熟葉は採取直後のもの及び糖処理したものを用いたが、得られたクローンはいずれも同一であった。ビワＳ6ＰＤＨは、310個のアミノ酸からなり、リンゴ、ナナカマド、セイヨウナシのＳ6ＰＤＨとアミノ酸レベルで、いずれも96％以上の高い相同性がみとめられた。連続光下で、ビワ成葉‐葉柄器官にソルビトール処理を行ったところ、Ｓ6ＰＤＨの遺伝子発現は減少した。アブシジン酸処理では、コントロールと有意な差はみとめられなかったが、ソルビトールとアブシジン酸処理を同時に行うと、ソルビトールにより発現抑制が緩和される傾向にあった。これらのことから、バラ科果樹において、糖シグナルと植物ホルモンのクロストークによる協同的な遺伝子発現調節機構が存在することが示唆された。