追熟型と非追熟型果実のエチレン生合成の内的調節機構の比較に関する分子生物学的解析

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14360023
• 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): 2002 – 2004
• キーワード: 果実成熟 / エチレン生合成 / MADS遺伝子 / ポリガラクツロネース / rinトマト / 形質転換トマト

研究概要

追熟型と非追熟型果実の本質的な相違点である成熟エチレン生成機構の有無と果肉の軟化様相について、分子生物学的に解析を加えた。
1 MADS遺伝子のクローニングと発現解析
追熟型としてバナナとメロン、非追熟型としてブドウとキュウリを用いてMADS遺伝子をクローニングし、果実の発育および成熟に伴う遺伝子の発現量を解析した。両型の果実に共通してMADS遺伝子の発現はみられたが、発現量には発育や成熟による大きな変化はみられなかった。
2 MADS遺伝子の成熟不全トマトへの導入
MADS遺伝子は追熟型果実と非追熟型果実で共通して発現していたので、MADS遺伝子の欠損により成熟不全となっているrinトマトへブドウのMADS遺伝子を形質転換したところ、rinトマトの成熟能が回復した。このことは、非追熟型果実であるブドウのMADS遺伝子が追熟型果実であるトマトでも成熟に強く関わっていることを意味しており、MADS遺伝子はエチレンよりも上流で両型の果実の成熟支配因子として作用している可能性が強く示唆された。この考えを補強するため、別の成熟不全トマトであるnorを加えて、エチレン生合成関連遺伝子の発現解析も行った。
3 軟化様相の異なる3種のナシ果実の比較
軟化様相が著しく異なるセイヨウナシ、チュウゴクナシ、およびニホンナシ果実を用いてその原因を解析した。その結果、3種のナシ果実の軟化様相の差異は、ポリガラクツロネース(PG)遺伝子の発現の有無に起因していた。追熟型のセイヨウナシではエチレンを伴ってPGの強い発現誘導がみられ急速に軟化した。非追熟型のニホンナシではエチレン生成もPG発現もなく軟化も緩慢であったが、エチレン処理によってはPGの発現が誘導され軟化した。多量のエチレン生成を伴う追熟型のチュウゴクナシではPGの発現は全くなく、そのため軟化しないと思われた。

研究成果

• [雑誌論文] Expression characteristics of seven members of the β-galactosidase gene family in 'La France' pear (Pyrus communis L.) fruit during growth and their regulation by 1-methylcyclopropene during postharvest ripening. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mwaniki M.W., Mathooko F.M., Matsuzaki M., Hiwasa K., Tateishi A., Ushijima K., Nakano R., Inaba A., Kubo Y.
  • 雑誌名: Postharvest Biology and Technology 33(印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Alterations in cell wall polysaccharides during ripening in distinct anatomical tissue regions of the fig (Ficus carica L.) fruit. (2004)
  • 著者名/発表者名: Owino W.O., Nakano R., Kubo Y., Inaba A.
  • 雑誌名: Postharvest Biology and Technology 32・1 ページ: 67-77
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Comparison of ethylene- and wound-induced responses in fruit of wild-type and rin and nor tomatoes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yokotani N., Tamura S., Nakano R., Inaba A., McGlasson B.W., Kubo Y.
  • 雑誌名: Postharvest Biology and Technology 32・3 ページ: 247-252
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] European, Chinese and Japanese pear fruits exhibit differential softening characteristics during ripening. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hiwasa K., Nakano R., Hashimoto A., Matsuzaki M., Murayama H., Inaba A., Kubo Y.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 55・406 ページ: 2281-2290
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Alterations in cell wall polysaccharides during ripening in distinct anatomical tissue regions of the fig (Ficus carica L.) fruit. (2004)
  • 著者名/発表者名: Owino W.O., Nakano R., Kubo Y., Inaba A.
  • 雑誌名: Postharvest Biology and Technology 32-1 ページ: 67-77
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Comparison of ethylene- and wound-induced responses in fruit of wild-type and rin and nor tomatoes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yokotani N., Tamura S., Nakano R., Inaba A., McGlasson B.W., Kubo Y.
  • 雑誌名: Postharvest Biology and Technology 32-3 ページ: 247-252
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] European, Chinese and Japanese pear fruits exhibit differential softening characteristics during ripening. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hiwasa K., Nakano R., Hashimoto A., Matsuzaki M., Murayama H., Inaba A., Kubo Y.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 55-406 ページ: 2281-2290
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Differential expression of seven α-expansin genes during growth and ripening of pear fruit. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hiwasa K., Rose J.K., Nakano R., Inaba A., Kubo Y.
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 117・4 ページ: 564-572
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characterization of novel tomato EIN3-like gene (LeEIL4). (2003)
  • 著者名/発表者名: Yokotani N., Tamura S., Nakano R., Inaba A., Kubo Y.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 54・393 ページ: 2775-2776
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Differential expression of seven α-expansin genes during growth and ripening of pear fruit. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hiwasa K., Rose J.K., Nakano R., Inaba A., Kubo Y.
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 117-4 ページ: 564-572
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of novel tomato EIN3-like gene (LeEIL4). (2003)
  • 著者名/発表者名: Yokotani N., Tamura S., Nakano R., Inaba A., Kubo Y.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 54-393 ページ: 2775-2776
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression characteristics of seven members of the β-galactosidase gene family in ‘La France' pear (Pyrus comnunis L.) fruit during growth and their regulation by 1-methylcyclopropene during postharvest ripening.
  • 著者名/発表者名: Mwaniki M.W., Mathooko F.M., Matsuzaki M., Hiwasa K., Tateishi A., Ushijima K., Nakano R., Inaba A., Kubo Y.
  • 雑誌名: Postharvest Biology and Technology (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より