トウガラシにおけるカプサイシン生合成の種・組織特異性の打破と成分育種展開

点击翻译按钮获取中文摘要

カプサイシン類の含量の異なる2系統について、果皮および隔壁・胎座組織のトランスクリプトームおよび成分組成を比較し、隔壁・胎座だけでなく果皮でも生合成遺伝子が発現することが高含量化に関与することを明らかにした。組織形態観察により、高含量系統では、隔壁・胎座のより広い範囲に生合成細胞が分布していることを明らかにし、その違いを定量化した。より正確に生合成細胞存在領域を算定するため、CTスキャナーで３次元構造からその領域を検出することを試みた。カプサイシン合成経路においてバニリン（V）からバニリルアミン（VA）の合成を担う酵素遺伝子pAMTについて、酵素活性の調査を行った。トウガラシのリコンビナントpAMTを大腸菌で作成し、これにVA合成活性があることを示した。辛味の異なるいくつかのトウガラシ系統のpAMTアミノ酸配列を比較し、酵素活性に関与しうるアミノ酸残基を同定した。またトウガラシpAMTの起源について知見を得るために、pAMTと他の植物GABA-Tの系統解析を行い、トウガラシpAMTがナス科特異的な細胞質局在GABA-Tの一種であることを示した。さらにトマトやホオズキなど近縁ナス科植物とトウガラシの比較ゲノム解析から、細胞質局在GABA-Tはナス科特異的なゲノム領域におけるGABA-Tの遺伝子重複に由来することを示した。また、VA合成活性はシロイヌナズナやトマトGABA-Tのリコンビナントタンパク質にも認められたことから、トウガラシpAMTのアミノ酸配列でなく、胎座・隔壁特異的に発現することがpAMTがカプサイシン合成に関与する上で重要であると考えられた。トマトやホオヅキと比較して、トウガラシにより近縁なナス科植物を今後の解析に用いるために、ロングリードシークエンサーにより塩基情報を得た。