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Analysis of the regulation system of sulfur metabolism in high sulfur-containing Japanese heirloom vegetables of the Brassicaceae family

高硫十字花科日本传家宝蔬菜硫代谢调控系统分析

基本信息

批准号：
21K05461
负责人：
伊藤・山谷紘子
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05461/
关键词：
硫黄代謝伝統野菜アブラナ科植物機能性成分酵素

项目摘要

近年、健康寿命の延伸、生活習慣病の防止の観点から、食に対して「栄養」「美味しさ」だけでなく「健康への機能性」についても重要視されつつある。摂食目的にかなう機能性含硫化合物の高含有野菜の育成のためには、植物における硫黄吸収と体内代謝系がどのように制御されているかを解明する必要がある。本研究では、有機硫黄代謝に関与する鍵酵素の活性と、同一個体内において硫黄代謝に関与する酵素遺伝子の同時発現様態の検討から、植物の硫黄代謝制御に関する基礎的な知見を得ることを目的とする。供試材料としては、独自の硫黄吸収機構や硫黄代謝系を持っていると考えられるアブラナ科伝統野菜を選んだ。これは、アブラナ科には、スルフォラファンなどの機能性を持つ有機態硫黄化合物の含有率が高い植物が多く、さらにその中でも伝統野菜は、独特の優良形質が伝統という長い栽培履歴の中で選抜されている経緯から、機能性物質が多量に含まれている品種である確率が高いと考えたからである。R4年度は、これまで調べた日本全国に存在する40品種のアブラナ科伝統野菜の、根域硫黄濃度への応答を再解析した。その中で、根域イオウ濃度への応答が異なる16品種に注目し、植物の栽培とサンプリングを行った。さらに硫黄のリン酸化を担い、二次代謝への分岐を司るAPS kinase（APK)の活性測定方法を確立した。また、R3年度に引き続き、硫黄代謝において硫黄還元－アミノ酸合成経路(一次代謝)の出発点を担うAPS reductase（APR）と、土壌から吸収した無機硫黄を、有機態硫黄化合物合成へ導く鍵酵素のATP sulfurylase（ATPS）の活性に焦点をあて、硫黄高含有植物品種間の硫黄代謝制御機構を比較検討した。

In recent years, the extension of healthy life, the prevention of diseases and living habits, the importance of food, the importance of health and functionality, and the importance of nutrition. "Food purpose" functional sulfur compounds high content of wild vegetables breeding, plant, sulfur absorption, in vivo metabolic system, control, in order to understand the need for The purpose of this study is to investigate the activity of key enzymes involved in sulfur metabolism in plants, the simultaneous evolution of enzyme enzymes involved in sulfur metabolism in plants, and the basic knowledge of sulfur metabolism in plants. The test materials were selected from the sulfur absorption mechanism and sulfur metabolism system. The content of organic sulfur yellow compounds is high in many plants, and the content of organic sulfur yellow compounds is high in many plants. In the year R4, 40 varieties of wild vegetables and root sulfur concentrations were analyzed. 16 varieties of plants are cultivated in different concentrations in the middle and root regions. A method for determining the activity of APS kinase (APK) was established. In addition, in R3, the release point of ATP reductase (APR) in sulfur metabolism pathway (primary metabolism), the activity of ATP sulfurylase (ATPS) in sulfur metabolism pathway (primary metabolism), sulfur absorption pathway (primary metabolism), sulfur absorption pathway (primary metabolism) and sulfur synthesis pathway (primary metabolism) were compared among plant varieties with high sulfur content.