トウガラシpAMT遺伝子の構造変異による辛味低下メカニズム解明と成分育種への応用

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05618
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 田中 義行 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (20704480)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: トウガラシ / 辛味 / カプサイシノイド / トランスポゾン

Outline of Annual Research Achievements

辛味はトウガラシ果実の重要形質である。辛味の強弱に関する嗜好性は、国・地域・用途で異なっており、辛味成分カプサイシノイド含量を制御できる育種技術が求められている。これまでに、生合成経路の一遺伝子であるpAMT遺伝子の機能欠損がカプサイシノイド含量を激減させることを示した。さらに近年、①カリブ原産の栽培種Capsicum chinenseには、トランスポゾンの挿入と転移を介した様々なpAMT変異が存在すること、 ②トランスポゾンの挿入位置が辛味の強弱と相関していることを明らかにしつつある。これら種々のpAMT変異を導入し、その遺伝子マーカーを利用することで辛味程度を簡便に調整できる育種技術を確立できる可能性がある。本研究課題では、pAMT遺伝子の構造変異がトウガラシの辛味低下を引き起こすメカニズムを解明し、それに基づいてカプサイシノイド含量の新規調整法を確立する。
本年度は、F2集団を用いて各種変異型pAMTとカプサイシノイド含量の関係を調査した。結果、異なるpAMT遺伝子型はカプサイシノイド含量を異なる程度に低下させることを明らかにした。また、変異型pAMTと機能型pAMTにおける酵素活性を評価し、変異型では酵素活性が低下していることを明らかにした。RNA-seq解析により、変異型pAMT遺伝子における機能低下には、イントロン領域におけるトランスポゾ挿入によってスプライシング異常が関与していることが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り実験を実施し、異なるpAMT遺伝子型がカプサイシノイド含量に有意な影響を及ぼすことを明らかにした。また変異型pAMTにおける機能低下の原因として,トランスポゾン挿入によるスプライシング異常の可能性が示唆された。

Strategy for Future Research Activity

今後は、共通品種を戻し交雑を行うことで、異なる変異型pAMTを有するisogenic lineを作成する予定である。
また、イントロン領域へのトランスポゾン挿入がpAMT機能に及ぼす影響について、詳細に調査する。

Causes of Carryover

投稿論文の英文校閲を行なったが、納品が年度をまたぐ予定であったため。