Molecular and physiological elucidation of GABA metabolism in melon

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本研究では、重要園芸作物であるメロンを対象に、我が国では健康機能性成分として知られているガンマーアミノ酪酸（GABA）の代謝について生理・生化学的機構を明らかにするとともに、その知見を活用してメロン果実のGABA蓄積量を制御する基盤技術を開発することを目的とする。そのため、１）メロンの全ゲノム情報の中からメロンのGABA代謝に関与する候補遺伝子を同定すること、２）メロンの最新の遺伝子発現DBを使って１）で同定した候補遺伝子の発現解析を行い、メロン果実でのGABA蓄積を制御する鍵遺伝子を同定するともに、当該鍵遺伝子の変異体をメロン大規模変異体集団から選抜する、もしくはCRISPR/Cas9技術を使って作成すること、３）これらの変異体の栽培を行い、同鍵遺伝子候補のGABA蓄積への寄与を明らかにすることに取り組む。本年度は、１）と２）の２項目に取り組んだ。その結果、１）については、メロンゲノム中のGABA代謝関連遺伝子としてCmGAD1-4を同定し、２）メロン遺伝子発現DB: Melonet-DB（最新版）を使い果実での各遺伝子の発現特異性解析からCm-GAD1遺伝子がメロン果実でGABA蓄積を制御する鍵酵素遺伝子候補であることを明らかにした。さらに、この遺伝子の発現変異体を作成するため、同遺伝子のコード領域およびプロモーター領域に変異を導入するCRISPR/Cas9ベクターを設計・構築した。続いて、同ベクターを導入した形質転換メロンの作成を開始した。