2020 年度研究成果報告書

代謝工学によるアスコルビン酸強化植物の作出に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号	18K05620
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分39030:園芸科学関連
研究機関	広島大学
研究代表者	藤川愉吉広島大学, 統合生命科学研究科(生), 講師 (10506687)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	アスコルビン酸 / 代謝工学 / 過剰発現
研究成果の概要	植物のアスコルビン酸（AsA）強化を目標に、AsA生合成酵素の発現を試みた。その結果、６つのAsA生合成酵素のうち、上流３つの酵素の共発現が、細胞内のAsA強化に重要であることを明らかにした。しかし、構成的高発現プロモーターであるカリフラワーモザイクウイルスCaMV35Sによる構成的過剰発現では、一過的過剰発現に比べてAsAが強化されない可能性が示唆された。またAsA生合成の最終酵素であるGalLDHについて、アセロラMgGalLDHのN末端領域にミトコンドリア局在シグナルが存在することを明らかにした。しかし、MgGalLDHの局在改変だけでは、植物のAsAを強化できない可能性を明らかにした。
自由記述の分野	植物分子生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	アスコルビン酸（ビタミンC, AsA）は活性酸素種に対する主要な抗酸化物質であり、植物生産の量的・質的強化に重要な役割を果たしている。AsAの生合成に着目した研究成果により、植物のAsA生合成強化に重要な酵素の候補を明らかにした。代謝工学的なアプローチによるAsA生合成の強化は、強光、乾燥、塩、低温、高温などの環境ストレスに対して植物生産が低下しない作物育種への応用が期待できる。また植物は様々な二次代謝産物を生産しているため、将来的には、植物における機能性物質の産生向上に関する応用展開に役立つことが期待できる。