2004 Fiscal Year Annual Research Report
果実成熟および生理障害発生にかかわるエチレン信号伝達機構の解明と分子制御
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15208003
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
弦間 洋 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (70094406)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江面 浩 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 助教授 (00332552)
菅谷 純子 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 講師 (90302372)
板村 裕之 島根大学, 生物資源科学部, 教授 (80109040)
中川 強 島根大学, 総合科学研究支援センター遺伝子(機能開発分野), 助教授 (30202211)
中務 明 島根大学, 生物資源科学部, 助教授 (40304258)
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| Keywords | カキ果実 / ナシ果実 / エチレン / エチレン受容体遺伝子 / 軟化 / 脱渋 / 細胞壁分解酵素 / リアルタイムPCR |
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| Research Abstract |
前年度に単離したカキのエチレン受容体、DkERS1、及びカキのエチレン受容体遺伝子ホモログとして報告されている遺伝子断片ETR1,ETR3の3'非翻訳領域をプローブに、発達中カキ果実より抽出したRNAを用いてノーザン解析を行った。その結果、ETR1,ETR3の発現は果実発達と関連がなく、Dk-ERS1の発現は果実の発育・成熟の各段階のエチレン発生と一致し、カキ果実の発達・追熟に関連するエチレン受容体遺伝子であると推定した。また、2種類のエチレン応答性の候補遺伝子β-CAS遺伝子を単離した。
‘西条'における果実軟化とエチレン生成系について、幼果ではACC合成酵素遺伝子DK-ACS2が、成熟果ではDK-ACS1が主に働くことを明らかにした。ACC酸化酵素(ACO)遺伝子は、DK-ACO1と、DK-ACO2がいずれも恒常的に働いていたが、DK-ACO1のほうが強く発現した。一方、切断による傷害処理(成熟果)を行うと、DK-ACS2が発現し、ACOに関しては、採取後の追熟過程と同じ発現パターンを示した。1-MCP処理は、未熟期のアルコール処理後の追熟過程ではエチレン生成を促し、成熟果のドライアイス処理後の追熟過程では抑制したが、ACS、ACO遺伝子発現がほとんど抑制されたため、成熟果では、ACS、ACOともにエチレンから正のフィードバックが、未熟果では、いずれかもしくは両方が負のフィードバック制御を受けていると考えられた。未熟果のアルコール処理後の軟化過程における胞壁分解酵素のアラビノフラノシダーゼ(AF-ase)とキシログルカン加水分解/転移酵素(XTH)の遺伝子発現解析を行った。その結果、DK-XTH1がエチレンによって誘導されることがわかった。アラビノフラノシダーゼDNA全長配列の決定のためにTAIL PCR法を用い、未知領域の取得を試み、配列500bp程度を決定することが出来た。また、新たなイントロンの存在も明らかとなり、未知領域を次々と取得することにより全長クローン及びプロモーター領域の配列を決定する予定である。エチレン処理果と樹上成熟果における果実軟化について検討した。エチレン処理果では0〜2日で急激な軟化がみられ、無処理果は5日間硬度が維持された。樹上成熟果のエチレン生成はわずかであるが、硬度は10月13日までは緩やかに減少し、その後10月27日まで大きく減少した。現在、DK-XTH1、DK-XTH2の発現を調査している。
‘蓮台寺'は‘西条'同様、熟度の進行によりエチレン生成能が低下することが分かった。リアルタイムPCRにより、幼果期に収穫された果実では、DK-ACS1及びDK-ACS2はほとんど発現が認められず、その強い発現から、DK-ACS3による制御が示唆された。一方、追熟時の果実ではDK-ACO1、DK-ACO2、DK-ACS1、DK-ACS2が強く発現誘導されていたが、DK-ACS3はほとんど誘導おらず、エチレン生成の制御は幼果期と成熟期とでは異なっていることが示された。また、脱渋後の1-MCP処理果における遺伝子発現解析の結果から、追熟果では、DK-ACS1やDK-ACS2、DK-ACO1,、DK-ACO2などの自己触媒的エチレン生成に関与する遺伝子発現が誘導されることにより、追熟が急速に進行することが示唆された。
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Research Products
(2 results)
