果実品質改良のための品質制御遺伝子の単離と遺伝子導入

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06304013
• 研究種目: 総合研究(A)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 山木 昭平 名古屋大学, 農学部, 教授 (70210341)
• 研究分担者: 仁藤 伸昌 佐賀大学, 農学部, 教授 (80015809) ; 杉浦 明 京都大学, 農学部, 教授 (00026379) ; 三位 正洋 千葉大学, 園芸学部, 教授 (30093074) ; 南川 隆雄 東京都立大学, 理学部, 教授 (30087001) ; 秋浜 友也 明治大学, 農学部, 教授 (90167841)
• キーワード: ACC酸化酵素cDNA / ソルビトール-6-リン酸脱水素酵素cDNA / ソルビトール脱水素酵素 / ペプチダーゼcDNA / β-ガラクトシダーゼ / カキの形質転換 / キウィフルーツの形質転換 / カンキツの形質転換

研究概要

1)果実(リンゴ、ナシ、キウイフルーツ、カンキツ、カキ、メロン等)における品質向上のための大きな目標は、エチレンの制御による追熟の調節、甘味の質と量の向上、果肉の軟化の制御、蛋白質の分解の抑制などである。エチレン生成についてはメロンよりACC酸化酵素のcDNAを作成し、その遺伝子解析及び導入遺伝子の合成を行った。甘味に関しては転流糖代謝のKey酵素であるソルビトール-6-リン酸脱水素酵素のcDNAを作成し、さらにソルビトール脱水素酵素についても酵素を単離することが出来た。また、酸性インベルターゼについてはcDNAを作成し、その遺伝子解析を行った。果実の軟化について、細胞壁の修飾に重要といわれるβ-ガラクトシダーゼの中で、特に細胞壁分解に重要なアイソザイムを単離した。果実の老化に伴う蛋白質分解酵素の誘導は果実の品質を著しく低下させることが知られており、登熟過程での蛋白質分解に関連したペプチダーゼ酵素についてcDNAクローンを単離し、遺伝子解析を行った。
2)果樹、特にリンゴ、カンキツ、キウイフルーツ、カキ等を用いて、その器官組織からの効率的な植物体再生系及び形質転換系の確立を試みた。その結果、リンゴについては葉片からの植物体再生系を確立し、カンキツについてはサスペンション細胞系からの再生とアグロバクテリウムによる形質転換、あるいはプロトプラストからの再生系とエレクトロポレーションによる形質転換が可能となった。また、キウイフルーツについてはカルスからの植物体の再生とアグロバクテリウムやエレクトロポレーションによる形質転換、カキについてはプロトプラストあるいはカルスからの再生とエレクトロポレーション等による形質転換が可能となった。

研究成果

• [文献書誌] Yamaguchi,H.,Kanayama,Y.& Yamaki,S.: "Purification and properties of NAD-dependent sorbitol dehydrogenase from apple fruit" Plant Cell Physiol.35. 887-892 (1994)
• [文献書誌] Tao,R.,Ito,J.& Sugiura,A.: "Comparison of growth and rooting characteristics of micropropagated adult plants and juvenile seedlings of persimmon" J.Jpn.Soc.Hort.Sci.63. 537-541 (1994)
• [文献書誌] Okamoto,T.,Nakayama,H.,Isobe,T.& Minamikawa,T.: "Posttranslational processing of a carboxy-terminal propeptide containing a KDEL sequence of plant vacuolar cysteine endopeptidase" FEBS Lett.351. 31-34 (1994)
• [文献書誌] Nakano,M.,Hoshino,Y.& Mii,M.: "Advantitious shoot regeneration from cultured petal explants of carnation" Plant Cell,Tissue and Organ Culture. 36. 15-19 (1994)
• [文献書誌] Matsuyama,T.,Komatsu,A.& Akihama,T.: "Application of DNA fingerprinting to fruit tree genetic resouces" GRR News Letter. 20. 1-8 (1994)
• [文献書誌] Miki,T.,Mori,H.,Imaseki,H.& Sato,T.: "Nucleotide sequence of a cDNA for 1-aminocyclopropane-1-carboxy late synthase from melon fruits" Plant Physiol.107. 297-298 (1995)