果実の糖蓄積および糖酸バランス調節における糖新生・PEPCKの機能解明

• 研究課題/領域番号: 25450039
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 園芸科学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 松倉 千昭 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60361309)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: PEPCK / トマト / 果実成分 / 糖新生 / 糖蓄積 / 実生生長 / 糖酸比 / 糖蓄積制御 / 果実 / 園芸学 / 植物 / 遺伝子 / 糖 / 有機酸 / 遺伝子組換え

研究成果の概要

PEPCKは糖新生の初発段階の律速酵素であるが、液果型果実の代謝における機能は明らかになっていない。本研究はトマトを用いて同酵素遺伝子を過剰発現/発現抑制した形質転換体を作出し、果実糖度・糖酸バランス調節、植物体生長への影響を調査した。その結果、果実の糖、リンゴ酸含量はPEPCKの発現に応じて増減が見られ、これらの成分調節にPEPCKおよび糖新生が関与していることが明らかとなった。またPEPCK発現レベルは実生生長にも影響し、特に過剰発現形質転換体では糖の添加に伴い顕著な生長促進効果が見られた。このことからPEPCKは実生発達における糖エネルギー利用にも関与していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Overexpression of the phosphoenolpyruvate carboxykinase gene (<i>SlPEPCK</i>) promotes soluble sugar accumulation in fruit and post-germination growth of tomato (<i>Solanum lycopersicum</i> L.) (2015)
  • 著者名/発表者名: Huang YH, Goto Y, Nonaka S, Fukuda N, Ezura H, Matsukura C
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 32 号: 4 ページ: 281-289
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.15.1019a
  • NAID: 130005115911
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) deficiency affects the germination, growth and fruit sugar content in tomato (Solanum lycopersicum L.). (2015)
  • 著者名/発表者名: Huang YX, Yin YG, Sanuki A, Fukuda N, Ezura H, Matsukura C
  • 雑誌名: Plant Physiology and Biochemistry 巻: 96 ページ: 417-425
  • DOI: 10.1016/j.plaphy.2015.08.021
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Functional analysis of phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) in tomato plant (2013)
  • 著者名/発表者名: 黄 永興; 尹 永根; 福田 直也; 江面 浩; 松倉 千昭
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会2013年大会・シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
• [図書] Chapter 9. Sugar accumulation in tomato fruit and its modification by molecular breeding techniques, Functional Genomics and Biotechnology in Solanaceae and Cucurbitaceae Crops (2016)
  • 著者名/発表者名: Matukura, C (共著）
  • 総ページ数: 258
  • 出版者: Springer
• [図書] Chapter 1: Effect of salt stress on the growth and fruit quality of tomato plants, Abiotic Stress Biology in Horticultural Plants (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Matukura, C (共著)
  • 総ページ数: 220
  • 出版者: Springer
• [図書] Functional Genomics and Biotechnology in Solanaceae and Cucurbitaceae Crops (担当部分: Chapter 12, Sugar accumulation in tomato fruit and its modification by molecular breeding techniques) (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsukura, C.
  • 出版者: Springer Japan
• [図書] Abiotic Stress Biology in Horticultural Plants (担当部分: Chapter 1, Effect of salt stress on the growth and fruit quality of tomato Plants (2014)
  • 著者名/発表者名: Saito, T., C. Matsukura
  • 総ページ数: 220
  • 出版者: Springer Japan
• [備考] 筑波大学蔬菜花卉学研究室 松倉・野中ラボ
  • URL: http://www.agbi.tsukuba.ac.jp/~sosaikaki_grc/
• [備考] 筑波大学研究者総覧 (TRIOS)
  • URL: http://www.trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000001292
• [備考] 筑波大学蔬菜花卉学研究室 松倉・野中ラボ
  • URL: http://www.agbi.tsukuba.ac.jp/~sosaikaki_grc/index.html
• [備考] 筑波大学研究者総覧（TRIOS）
  • URL: http://www.trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000001292