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青果物のエチレン生合成の内的調節システムの分子生物学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 08456020
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 園芸・造園学
研究機関岡山大学

研究代表者

稲葉 昭次  岡山大学, 農学部, 教授 (90046491)

研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
1998年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1997年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1996年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
キーワード果実成熟 / バナナ / トマト / メロン / キュウリ / エチレン関連遺伝子 / 1-メチルシクロプロペン / ACC合成酵素遺伝子 / エチレン受容タンパク質遺伝子 / プロモータ解析 / 果実の成熟 / エチレン生合成 / 遺伝子発現 / ACC合成酵素 / ACC酸化酵素 / 1-メタルシクロプロペン
研究概要

青果物のエチレン生合成の内的調節機構を、数種果実を用いて未熟から完熟に至る過程と1-メチルシクロプロペンに対する反応を中心に分子生物学的に調べた。
1. トマト果実から9種のエチレン関連遺伝子のcDNAをクローニンし、それらの発現解析を行ったところ、システム2エチレンの生成にはLE-ACS2、LE-ACOlおよびNRが関与しており、しかも強い正のフィードバック制御を受けていた。システム1エチレンの生成には、LE-ACS6が大きく関与しており、その発現は負のフィードバック制御を受けていることが明らかとなった。
2. 同じウリ科に属しながら成熟型の異なるキュウリとメロンを分子生物学的に比較した。成熟エチレンを生成しないキュウリにも、メロンと90%以上の相同性を示すエチレン関連遺伝子が存在することが明らかとなった。しかし、キュウリのACC合成酵素遺伝子は傷害には応答したが、成熟果では発現しないことが両果実の成熟型の異なる原因であった。また、メロンにもキュウリに近い品種が存在することも明らかとなった。
3. バナナ果実から5種のエチレン関連遺伝子のcDNAをクローニングし、成熟初期にみられる鋭いエチレン生成のピークの原因解明を試みた。ACC酸化酵素活性が成熟初期に急激に低下することが明らかとなり、このことが原因と想定された。しかし、本酵素遺伝子は完熟まで一定して発現しており、酵素活性の低下を遺伝子発現から説明することはできなかった。そのため、本酵素の補助因子であるFeとアスコルビン酸含量をみたところ、成熟開始後はFe含量が急激に低下した。そこで、in vivoの酵素活性測定時にFeとアスコルビン酸を添加したところ、活性回復がみられたことより、エチレン生成の鋭いピークは、ACC酸化酵素の補助因子の欠乏に起因することが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Nakatsuka, A.et al.: "Expression and internal feedback regulation of ACC synthase and ACC oxidase genes in ripening tomato fruit." Plant and Cell Physiology. 38・10. 1103-1110 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiomi, S.et al.: "cDNA cloning of ACC synthase and ACC oxidase genes in cucumber fruit and their differential expression by wounding and auxin." Journal of the Japanese Society for Horticultural Science. 67・5. 685-692 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakatsuka, A.et al.: "Differential expression and internal feedback regulation of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase, 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase, and ethylene receptor genes in tomato fruit during development and ripening" Plant Physiology. 118・4. 1295-1305 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiomi, S.et al.: "Expression of ACC synthase and ACC oxidase genes in melons harvested at different stages of maturity" Journal of the Japanese Society for Horticultural Science. 68・1. 10-17 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakatsuka, A., S.Shiomi, Y.Kubo and A.Inaba: "Expression and internal feedback regulation of ACC synthase and ACC oxidase genes in ripening tomato fruit." Plant and Cell Physiology. 38-10. 1103-1110 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiomi, S., M.Yamamoto, T.Ono, K.Kakiuchi, J.Nakamoto, A.Nakatsuka, Y.Kubo, R.Nakamura, A.Inaba and H.Imaseki: "cDNA cloning of ACC synthase and ACC oxidase genes in cucumber fruit and their differential expression by wounding and auxin." Journal of the Japanese Society for Horticultural Science. 67-5. 685-692 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakatsuka, A., S.Murachi, H.Okunishi, S.Shiomi, R.Nakano, Y.Kubo, and A.Inaba: "Differential expression and internal feedback regulation of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase, 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase, and ethylene receptor genes in tomato fruit during development and ripening." Plant Physiology. 118-4. 1295-1305 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiomi, S., M.Yamamoto, R.Nakamura and A.Inaba: "Expression of ACC synthase and ACC oxidase genes in melons harvested at different stages of maturity." Journal of the Japanese Society for Horticultural Science. 68-1. 10-17 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakatsuka,A.,et al.: "Differential expression and internal feedback regulation of 1-aminocycloprepane-1-carboxylate synthase,1-aminocycloprane-1-carboxylate oxidase,and ethylene receptor genes in tomato fruit during development and riaening." Plant Physiology. 118・4. 1295-1305 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Nakatsuka: "Expression and internal feedback regulation of ACC synthase and ACC oxidase genes in ripening tomato fruit" Plant and Cell Physiology. 38・10. 1103-1110 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Shinjiro Shiomi: "cDNA cloning of ACC synthase and ACC oxidase genes in cucumber fruit and their differential expression by wounding and auxin" Journal of the Japanese Society for Horticultural Science. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Shinjiro Shiomi: "Expression of ACC synthase and ACC oxidase genes in melon fruits harvested at different stages of maturily" Journal of the Japanese Society for Horticultural Science. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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