研究内容 Research

Research Topics


To gain a better understanding of physiological role(s) of carbohydrates and amino acids in fruit quality and development, our research group focuses on starch and GABA metabolism and their use during fruit development of tomato, which represents an ideal plant model for many fruit species. We have also investigated the cross-talk of metabolic regulation of carbon and amino acid and abiotic stress such salinity. Additionally, we are trying to produce high value-added tomato resources with high sugar and/or GABA contents through screening of mutants and generation of transgenic lines.


高付加価値トマトの開発・生産を目指して


私たちは「トマトはどのようにして美味しくなるのか?」を研究しています

トマトは、日本の食卓の洋風化に伴い急速に普及し、今や毎日の食生活を代表する野菜となりました。トマトの食味は糖(甘味)・有機酸(クエン酸など=酸味) ・うま味(アミノ酸)の3要素から成り立っていますが、それらを合成・分解する酵素遺伝子の調節については、まだ完全には解明されていません。当グループでは、 栽培環境によってなぜ食味が変わるのか(=環境ストレスにより糖・有機酸・アミノ酸の合成・分解がどのような影響をうけるのか)?を解明することにより、 トマトの果実品質を高める研究を進めています。

松倉_なぜ塩で果実が甘くなるのか

乾燥・塩類ストレス条件下でトマトを育てると果実の甘みが増すことが知られており、近年、フルーツトマト生産に利用されています。私たちは果実が糖を蓄積するメカニズムを遺伝子機能の面から研究し、 果実発達初期のデンプンの蓄積が重要な役割を果たすことを明らかにしました。現在、果実でデンプン合成を制御する酵素遺伝子の働きを抑えたトマトを作出し、果実成分への効果を解明中です。


松倉_アミノ酸を高蓄積するトマトを作る

当グループが日本デルモンテ梶Aキッコーマン鰍ニ共同で育成したγ-アミノ酪酸(GABA)高含有品種 “フルーツゴールドギャバリッチ” (ホームセンターで買えます)。動物試験により、 高血圧を抑制する効果があることが確認されました。

糖・有機酸を高蓄積するトマトを作る

果実の糖・有機酸の蓄積に重要な役割を担うと考えられるホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ (PEPCK) の生理機能解明に取り組んでいます。既にPEPCKの働きを抑えたトマトを作出しており、 それらの果実において糖含量が減少することを確認しました。現在、PEPCK遺伝子の発現強化により高糖度トマトが作出できるか確認中です。

形質転換効率の向上を目指して

形質転換技術は、植物の遺伝子機能を調べるための重要な技術の一つです。また、植物へ新機能を付与するためにも必須の技術です。さらに、近年注目されているゲノム編集などの‘新しい植物育種’を利用する際にも、 必須の技術でその重要度は以前にも増してきています。形質転換技術には、物理的導入法とアグロバクテリウムを使うアグロバクテリウム法の大きく分けて二つがあります。前者は、特別な装置が必要であ・EEEEE閨A導入効率が高いものの、 不完全にたくさんの遺伝子を植物ゲノムへ導入してしまうのに対し、後者は特別な装置は必要とせず、完全な遺伝子を1コピーから2コピー入れられるという特徴があり、植物の形質転換には後者を利用することが多いです。 しかしながら、シロイヌナズナ、イネミヤコグサなど“モデル植物”と言われる植物においては、高効率な形質転換系が確立しているものの、多くの植物種に適応し、高効率に形質転換ができるというわけではありません。 そこで私たちは、どのような植物にも高効率に形質転換を行なえるように、形質転換に利用するアグロバクテリウムの改良に取組んでいます。

野中_研究の概略

植物の形質転換は、アグロバクテリウムを植物外植片やカルスへ感染させますが、その際に植物はアグロバクテリウムの形質転換を促進するような物質や形質転換を抑制する物質など、さまざまな物質を出すことが知られています。 私たちはこれらの物質のうち、形質転換を抑制する物質に着目しています。特にエチレンやγアミノ酪酸などは、植物の形質転換を抑制することが報告されています。これらの物質を抑制する能力をアグロバクテリウムヘ付与し、 形質転換を促進するアグロバクテリウムを開発することに取組んでいます(図1)。この他にもアグロバクテリウムの遺伝子を破壊して、形質転換能力を増大させるようなアグロバクテリウムの選抜にも取組んでいます。 私たちの研究室で対象としている植物は、世界的にみて消費量の大きいトマト、石油代替・ニなるエネルギー作物として近年注目を集めているエリアンサス(図2)などを対象としています。現在までのところ、 いくつかのアグロバクテリウムを開発し、それぞれが形質転換効率を向上させるという結果を得ています。

野中_エネルギー作物のエリアンサス

卒業・修了生の主な進路


研究関連:日本原子力研究機構,Beijing Institute of Life Science,他大学大学院進学等
食品メーカー関連:味の素梶C大塚食品,タマノイ酢梶C不二製油梶Cエスビー食品梶C昭和産業梶C乳業関連,食材加工企業 etc.,
公務員(地方上級) 青森県職員,岩手県職員
国立大学法人職員(国家II種相当)
その他・情報関連企業等 NTTデータ,電通,知財事務関係 etc.,

蔬菜花卉学研究室全体では、食品製造・酒造関連、製薬業、農林関連業(農業法人、温室メーカー、JA等)、公務員(地方上級・農業職など)が多いですが、その他、大学教員、公的研究機関研究員、化学工業関係、金融関係、マスコミ・出版、サービス業等に就職を決める学生さんもいます。

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