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タマネギ鱗茎におけるフルクトオリゴ糖の代謝メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03760
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 園芸科学
研究機関北海道大学

研究代表者

志村 華子  北海道大学, 農学研究院, 講師 (20507230)

研究分担者 上野 敬司  酪農学園大学, 農食環境学群, 准教授 (90441964)
前田 智雄  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (90530478)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワードタマネギ / フルクトオリゴ糖 / フルクタン分解酵素 / フルクタン / 糖質加水分解酵素 / 糖代謝 / 園芸学
研究成果の概要

収穫した鱗茎のフルクタン含量が異なるタマネギ2品種を用いて、フルクタン含量の違いに関わる分子メカニズムについて解明することを目的とした。定植から収穫期まで、鱗茎や葉身のフルクタン含量やフルクタン代謝に関わる酵素活性を調べたところ、2品種のフルクタン合成酵素活性に違いはなく、フルクタン量の違いには鱗茎肥大開始前のフルクタン分解酵素の違いやスクロース蓄積量が関わると考えられた。これまで、タマネギでフルクタン分解に関わる遺伝子は見つかっていなかったが、本研究において、6G&1-FEH活性を示すフルクタン加水分解遺伝子を同定することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今までに植物で同定されたフルクタン合成酵素は、液胞型インベルターゼとのアミノ酸相同性を示すことから液胞に局在すると考えられてきた。一方、フルクタン加水分解酵素はすべて細胞壁型インベルターゼに相同性を示し、フルクタン代謝酵素の細胞内局在については議論が続いていた。本研究では、液胞型インベルターゼとの相同性を示すフルクタン加水分解酵素を植物で初めて同定した。また、これまでフルクタン代謝酵素の細胞内局在を示す研究例はなかったが、本研究では、フルクタン合成および分解に関わる酵素がどちらも液胞に局在することを実験的に証明することができた。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Sugar accumulation and activities of enzymes involved in fructan dynamics from seedling to bulb formation in onion (Allium cepa L.)2019

    • 著者名/発表者名
      Oku S, Ueno K, Tsuruta Y, Jitsuyama Y, Suzuki T, Onodera S, Maeda T, Shimura H
    • 雑誌名

      Scientia Horticulturae

      巻: 247 ページ: 147-155

    • DOI

      10.1016/j.scienta.2018.12.013

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purification, characterization, and functional analysis of a novel 6G&1-FEH mainly hydrolyzing neokestose from asparagus.2018

    • 著者名/発表者名
      Ueno K, Sonoda T, Yoshida M, Shiomi N, Onodera S.
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 69 号: 18 ページ: 4295-4308

    • DOI

      10.1093/jxb/ery234

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 青森県におけるタマネギ春まき作型に適した品種評価2018

    • 著者名/発表者名
      奥聡史, 前田智雄, 平川直人, 平野里美, 佐々木雄輝, 村木美保, Wambrauw Daniel Zadrak, 小山内祥代, 本多和茂, 鈴木卓, 山崎篤
    • 雑誌名

      園芸学研究

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007494042

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of varietal differences in the fructo-oligosaccharide accumulation profile among onion (Allium cepa L.) cultivars grown by spring-sown cultivation.2017

    • 著者名/発表者名
      Maeda T, Watanabe A, Wambrauw DZ, Osanai S, Honda K, Oku S, Shimura H, Suzuki T, Yamasaki A, Okabe Y, Ueno K, Onodera S.
    • 雑誌名

      The Horticulture Journal

      巻: 86 ページ: 501-510

    • NAID

      130006181405

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] タマネギのフルクトオリゴ糖分解に関わる酵素の性質2021

    • 著者名/発表者名
      乕田春佳、上野敬司、髙木惇生、奥山正幸、田上貴祥、木村淳夫、義平大樹、小野寺秀一
    • 学会等名
      令和2年度日本応用糖質科学会北海道支部シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] タマネギ由来フルクトオリゴ糖分解酵素の組換タンパク質の性質2019

    • 著者名/発表者名
      上野 敬司、相田裕貴、奥聡史、志村華子、前田智雄、実山豊、鈴木卓、小野寺秀一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] タバコプロトプラストを用いたタマネギ由来フルクタン代謝遺伝子の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      奥聡史、鶴田遊、上野敬司、小野寺秀一、前田智雄、実山豊、鈴木卓、志村華子
    • 学会等名
      園芸学会平成30年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] タマネギ由来フルクトオリゴ糖分解酵素の探索2018

    • 著者名/発表者名
      上野敬司、相田裕貴、奥聡史、志村華子、前田智雄、実山豊、鈴木卓、小野寺秀一
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成30年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] タマネギ鱗茎のフルクトオリゴ糖蓄積に及ぼすフルクタン代謝解析2018

    • 著者名/発表者名
      奥聡史, 志村華子, 鶴田遊, 上野敬司, 小野寺秀一, 前田智雄, 実山豊, 鈴木卓
    • 学会等名
      園芸学会平成30年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アスパラガス由来フルクタン加水分解酵素遺伝子の機能及び発現解析2018

    • 著者名/発表者名
      上野敬司, 四月朔日新, 藤田樹里, 吉田みどり, 園田高広, 小野寺秀一
    • 学会等名
      園芸学会平成30年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アスパラガス伏せ込み促成栽培根株の冷蔵処理時の貯蔵根糖含量と代謝関連遺伝子の変動2018

    • 著者名/発表者名
      四月朔日新, 上野敬司, 吉田みどり, 園田高広, 小野寺秀一
    • 学会等名
      園芸学会平成30年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MALDI-TOF Imaging MSを利用したタマネギ鱗茎におけるフルクタン分布の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      奥聡史, 志村華子, 前田智雄, 実山豊, 鈴木卓
    • 学会等名
      園芸学会平成29年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タマネギ鱗茎のフルクトオリゴ糖蓄積に及ぼすフルクタン分解系の影響2017

    • 著者名/発表者名
      奥聡史, 志村華子, 鶴田遊, 上野敬司, 小野寺秀一, 前田智雄, 実山豊, 鈴木卓
    • 学会等名
      平成29年度北海道園芸研究談話会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アスパラガス根のフルクタン加水分解酵素(FEH)の四,五糖類に対する作用2017

    • 著者名/発表者名
      上野敬司, 大嶋智美, 米田麻衣子, 塩見徳夫, 小野寺秀一
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成29年度大会(第66回)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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