| 研究課題/領域番号 |
19K06022
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
立石 亮 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (30267041)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | α-アラビノフラノシダーゼ / トマト / 硬度 / 食感 / 形態 |
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| 研究実績の概要 |
青果物の内的品質には甘味、酸味、旨味などがあり、外的品質には大きさ、形、色などがある。果実では、内的品質のうち甘味について、これまでに多くの研究が行われてきた。また、トマトでは輸送性との関係から、果実（果肉）の硬さもまた重要な形質として多くの注目が集まり、近年、果実軟化を決定する酵素が同定された。一方、歯ごたえや舌触りなどの食感は、野菜の嗜好性のうち最も重要とされており、トマトにおいても重要な品質構成要素であるにもかかわらず、その形成に関する知見は乏しい。食感形成は、果実の軟化と同様に果実細胞壁を構成する多糖類の変化によると考えられるている。アラビノースは主にペクチンやヘミセルロース性多糖類を構成する中性糖であり、既知の報告から細胞間接着に重要な役割を果たしていることが示唆されている。咀嚼したときの細胞同士の分離は食感に大きく影響を与えると考えられることから、本年度の研究では、細胞間接着に着目し、アラビノース代謝と食感形成について解析した。トマトに存在するアラビノースの遊離に作用する6つのα-アラビノフラノシダーゼについて、異なる特徴を有する3品種のトマトを用いて発現解析を行った。その結果、いくつかのα-アラビノフラノシダーゼ遺伝子は成長期の果実で発現を示し、また、いくつかは成熟時に発現がみられた。用いた3つのトマト品種は、成長期における縦方向への果実伸長程度や果実重の増加速度が異なるが、成長期のα-アラビノフラノシダーゼ遺伝子の発現とは関係性が見いだせなかった。また、これら3品種のトマト果実は、成熟期の果実硬度が異なっていたが、成熟期の発現上昇とも一致しなかった。しかしながら、果肉からの果実水分の放出量の品種間差異とα-アラビノフラノシダーゼ遺伝子の発現については関係性がみられ、食感形成への関与が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は基礎的知見を得るために、まずは品種間における食感の違いに着目し、研究を行った。既知の情報から、細胞間接着に関与するアラビノース含有多糖類の代謝について、アラビノース遊離酵素であるα-アラビノフラノシダーゼ遺伝子の発現との関係について調べた。その結果、研究実績の概要に示した結果が得られ、本酵素の食感への関連性を示すことができた。また、本酵素は、果実硬度や果実の形態形成にはあまり関わっていないという別の知見も得ることができた。したがって、初年度として研究は順調に進展している。研究期間を通しての計画では、低温による異常食感の形成機構を主軸に行うため、現在、低温処理を行ったトマト果実を準備中である。今後、低温によって誘導される異常食感と本酵素の関係性を明らかにする予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
食感形成に直接作用する細胞壁代謝酵素としてα-アラビノフラノシダーゼに着目し、その発現動態について明らかにする。トマト果実を低温下で成熟させ、異常食感を形成させるとともに、本酵素遺伝子の発現変動をリアルタイムPCR法でモニターする。これについて、常温で追熟させた正常な食感を示すトマトと比較する。食感については、果肉硬度の測定以外に、いくつかの方法を組み合わせて評価する予定である。特に、細胞間の接着については、果肉ディスクを作製し、溶液中で振とうし、その崩壊度から評価することを試み、低温追熟によりどのような変化が生じているのかを考察したい。また、抗多糖類抗体を用いて、果肉組織のアラビナンの動態を組織化学的に調べることにより、果肉で生じているアラビノース含有多糖類の変化を可視化する。また、α-アラビノフラノシダーゼは、しばしば酵素学的性質が明らかにされていないため、実際にアラビノース遊離機能を有しているのか不明なことがある。そこで、リコンビナントタンパク質を用いて、in vitroにおける多糖類分解に対する生化学的特徴づけを行う必要がある。したがって、酵母等の異種細胞系におけるタンパク質誘導を試みる予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究はもともと年度をまたいで実施される計画となっており、進行状況に伴って想定される範囲での次年度使用額である。 次年度の助成金と合わせて、先述の研究計画に従って使用する予定である。
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