2005 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, 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 / エチレン / エチレン生成系酵素遺伝子 / 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 |
カキ‘西条'の急速な果実軟化と関連するエチレン生成系、ならびに細胞壁分解系の酵素解析および遺伝子クローニングと発現解析を行った。エチレン生成系では、ACC合成酵素(ACS)の遺伝子3つのうち、DK-ACS2が、成熟期の果実でDK-ACS1が主に働いていた。ACC酸化酵素(ACO)に関しては、DK-ACO1とDK-ACO2がいずれも恒常的に働いていた。細胞壁分解系酵素に関して、急速な軟化にはDk-XTH1(endo型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素;XTH)が大きく関与していることを明らかにした。また、子房や幼果を混合したcDNAライブラリーを作製するEST解析から、脱渋処理後急速な軟化中に発現が高まるDkARF1(xylosidase/arabinofuranosidase)と、別の遺伝子のDkARF2が見いだされた。このことから、カキ‘西条'にはglycosidase family 3に属するxylosidase/arabino-furanosidaseの遺伝子が2種存在し、それぞれ異なる発現制御を受けることを示した。さらに、関連するカキxylosidase遺伝子DkXYL1の全長クローニングに着手している。
‘蓮台寺'では未熟果でエチレン生成量が最も多く、発育・成熟に伴って生成量が減少し、適熟果では0.015nL/kg/hのエチレンしか検出できなかった。エチレン及び1-MCP処理果について果実組織のエチレン生成をみたところ、その反応性が異なっており、果実発育過程でエチレンの生成能及び感受性が変化することを明らかにした。また、脱渋処理の方法によってDK-ACS1やDK-ACO1遺伝子の誘導が異なる傾向があることを見出した。すなわち、アルコール処理はCO_2処理に比べて明らかにその誘導が早く、その量的な発現も顕著であり果実軟化の程度と一致した。現在、両脱渋処理によるエチレン生成系及び受容体遺伝子発現の相違について精査している。
エチレン受容体遺伝子に関しては、前年度までに単離した3つのカキの遺伝子の詳細な構造解析を行い、その特徴からDKERS1,DKETR1及びDKETR2と命名した。続いて、発育中の‘平核無'果実を用いてこれら遺伝子の発現解析を行った結果、DKERS1が大量に発現していること、その発現が果実から発生するエチレンより誘導されていること、DK-ETR1は低いレベルで構成的に発現していること、DKETR2は低いレベルで果実が発生するエチレン依存的に発現することが明らかになった。これらの結果から、DK-ERS1がカキ果実の発育中に機能する主要なエチレン受容体遺伝子であると考えられた。そこで、DK-ERS1タンパクに対する特異抗体を定法に従って作成し、発育中の果実においてDK-ERS1の発現を調べた。その結果、追熟期の果実では、予想される大きさのバンドに加えて、短い分子量のバンドが特異的に検出された。この点をさらに解析することで、カキ果実の追熟制御におけるエチレン受容体の役割が明らかになるものと期待される。
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Research Products
(3 results)
