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Elucidation of the mechanism of pungency reduction by structural mutation of pAMT gene and its application to chili pepper breeding

Research Project

Project/Area Number 18K05618
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 39030:Horticultural science-related
Research InstitutionKyoto University (2019-2021)
Okayama University (2018)

Principal Investigator

Tanaka Yoshiyuki  京都大学, 農学研究科, 准教授 (20704480)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsトウガラシ / 辛味 / カプサイシノイド / トランスポゾン / カプサイシン
Outline of Final Research Achievements

Pungency is an important trait of pepper fruits. Preferences for pungency differ among countries, regions, and uses, and breeding techniques that can control pungency level are needed. In this study, we analyzed the putative aminotransferase (pAMT) gene in capsaicinoid biosynthetic pathway, and identified multiple leaky alleles involving transposon insertion. We also analyzed the mechanism underlying reduction of pungency level, and found that the insertion of a transposon in the intron caused aberrant splicing, and that reduction level in pungency depend on the slight difference in the position of the transposon. Furthermore, we have demonstrated that allelic variation in pAMT would be useful to adjust pungency level by introducing different mutant alleles in backcrossing program.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの辛味育種は、カプサイシイド含量の異なるトウガラシを交雑し、その後代で偶然生じたちょうど良い辛味の個体を選抜するという手法で行われてきた。この育種法では、多数の遺伝子間での相互作用のために、育種家の目的通りの辛味をつくることが困難でだった。本研究を通して様々なpAMTタイプが発見されてきたことにより、育種開始前にpAMTのタイプを機能型か機能欠損型か、それともleaky型かを選択し、遺伝子マーカーを利用することで、どの程度まで辛味を抑えるかを計画的かつ効率的に進めることが可能になるだろう。

Report

(4 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Positional differences of intronic transposons in pAMT affect the pungency level in chili pepper through altered splicing efficiency2019

    • Author(s)
      Tanaka Yoshiyuki、Asano Takaya、Kanemitsu Yorika、Goto Tanjuro、Yoshida Yuichi、Yasuba Kenichiro、Misawa Yuki、Nakatani Sachie、Kobata Kenji
    • Journal Title

      The Plant Journal

      Volume: 100 Issue: 4 Pages: 693-705

    • DOI

      10.1111/tpj.14462

    • NAID

      120006767905

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] トウガラシ果皮におけるカプサイシノイド生合成と組織学的特徴の関連2021

    • Author(s)
      根本和香那・大野 翔・土井元章・田中義行
    • Organizer
      令和3年度園芸学会春季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] トウガラシにおける新規 leaky pAMT アレルの同定とそれが示す機能欠損アレルの段階的な成立過程2021

    • Author(s)
      田中義行・根本和香那・大野 翔・土井元章・三澤悠貴・佐野香織・中谷祥恵・古旗賢二
    • Organizer
      令和3年度園芸学会春季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] トウガラシの辛味強弱調整のための変異型pAMT遺伝子マーカーを用いた戻し交雑育種2020

    • Author(s)
      根本和香那・野喜亮祐 ・後藤丹十郎・吉田裕一・安場健一郎・土井元章・田中義行
    • Organizer
      令和2年度園芸学会春季大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] pAMT 遺伝子におけるトランスポゾン挿入位置の違いは, トウガラシの辛味程度に影響を及ぼす2019

    • Author(s)
      田中義行・淺野高弥・金光世利香・後藤丹十郎・吉田裕一・安場健一郎・三澤悠貴・中谷祥恵 ・古旗賢二
    • Organizer
      令和元年度園芸学会秋季大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] トウガラシの辛味成分カプサイシンおよび類似成分に関する成分育種2019

    • Author(s)
      田中義行
    • Organizer
      第15回 京大植物縦横無尽の会 ワークショップ
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] トウガラシの辛味レベルを変化させる遺伝子変異を発見 -激辛・中辛・辛くないを作り分ける-

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2019/190719_1.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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