果実軟化の人為的制御にむけた果実内組織自律的な細胞壁制御メカニズムの基礎的研究

果実の成熟における細胞壁の役割は、現在まで多くの研究がなされ、細胞壁の分解と果実軟化の関連が示唆されているが、そのメカニズムは未解明である。そのため、これまでの研究結果からトマト果実において組織特異的な細胞壁の変化がみられた、果皮・隔壁・Locular tissue(ゼリー状組織)に着目し、各組織の発生過程への理解を深め、特徴のある細胞層での細胞壁合成・分解の制御メカニズムを解明することを目的とする。また、様々な果実を用いて発生過程に基づき、共通した特徴を有する組織における細胞壁合成・分解制御を解析し、組織による自律的な制御メカニズムを解明することを目的としている。昨年度までに成熟・軟化に伴う果実組織の細胞壁多糖の変化を、生化学的および組織化学的手法より明らかとした。新規の試料調製方法を確立することに成功し、これまで不可能であったトマト果実全体の成熟に伴う細胞壁構成糖の変化を可視化するとともに、内部の子室組織(ゼリー状組織)を含めた果実全体の細胞分化の様子を観察することが可能となった。さらに、成熟において細胞壁糖鎖に結合し、その構造決定に関わる元素として、Caに着目し、生化学的分析に加え、同位体顕微鏡(SIMS)を用いてその分布をイメージングすることが可能となった。また、果実の軟化過程において特異的な動態を示す細胞壁多糖類として、ペクチンに加え、新たにヘミセルロースのうち、キシラン・キシログルカンの合成酵素、分解酵素による制御系も分布様式と矛盾無く働いていることがわかった。本年度、塩ストレスおよびカルシウム欠乏条件下の果実軟化過程における組織特異的な細胞壁の分析を行い、環境応答時の果実細胞壁の変化について新たに明らかとした。また、様々な果実成熟過程において、果実組織による自律的な細胞壁合成・分解の制御メカニズムとその共通性を明らかにすることで、果実軟化の人為的制御を行うことを最終目的としている。そのため、モデル植物であるトマト果実と同時に食用として市販されている特異的な軟化を伴う果実を用いて、細胞壁の分析をすすめている。

果実の成熟における細胞壁の役割は、現在まで多くの研究がなされ、細胞壁の分解と果実軟化の関連が示唆されているが、そのメカニズムは未解明である。そのため、これまでの研究結果からトマト果実において組織特異的な細胞壁の変化がみられた、果皮・隔壁・Locular tissue(ゼリー状組織)に着目し、各組織の発生過程への理解を深め、特徴のある細胞層での細胞壁合成・分解の制御メカニズムを解明することを目的とする。また、様々な果実を用いて発生過程に基づき、共通した特徴を有する組織における細胞壁合成・分解制御を解析し、組織による自律的な制御メカニズムを解明することを目的としている。昨年度までに成熟・軟化に伴う果実組織の細胞壁多糖の変化を、生化学的および組織化学的手法より明らかとした。新規の試料調製方法を確立することに成功し、これまで不可能であったトマト果実全体の成熟に伴う細胞壁構成糖の変化を可視化するとともに、内部の子室組織(ゼリー状組織)を含めた果実全体の細胞分化の様子を観察することが可能となった。さらに、成熟において細胞壁糖鎖に結合し、その構造決定に関わる元素として、Caに着目し、生化学的分析に加え、同位体顕微鏡(SIMS)を用いてその分布をイメージングすることが可能となった。また、果実の軟化過程において特異的な動態を示す細胞壁多糖類として、ペクチンに加え、新たにヘミセルロースのうち、キシラン・キシログルカンの合成酵素、分解酵素による制御系も分布様式と矛盾無く働いていることがわかった。本年度、塩ストレスおよびカルシウム欠乏条件下の果実軟化過程における組織特異的な細胞壁の分析を行い、環境応答時の果実細胞壁の変化について新たに明らかとした。また、様々な果実成熟過程において、果実組織による自律的な細胞壁合成・分解の制御メカニズムとその共通性を明らかにすることで、果実軟化の人為的制御を行うことを最終目的としている。そのため、モデル植物であるトマト果実と同時に食用として市販されている特異的な軟化を伴う果実を用いて、細胞壁の分析をすすめている。