ブドウの赤色枝変わり品種で発現する特異な転写因子遺伝子

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要約

ブドウの Myb 様転写制御因子遺伝子( VvmybA1 )は、黄緑色品種では発現が見られず、赤色枝変わり品種を含む赤色品種では発現が見られる。また、その cDNA をアグロバクテリウム法により黄緑色品種の果実に導入すると、果皮組織にアントシアニンによる赤色細胞が形成される。

  • キーワード:ブドウ、アントシアニン合成、転写制御因子
  • 担当:果樹研・ブドウ・カキ研究部・上席研究官
  • 連絡先:成果情報のお問い合わせ
  • 区分:果樹・栽培
  • 分類:科学・参考

背景・ねらい

ブドウには果皮中のアントシアニンの有無及びその種類と含量により、黒色・赤色・黄緑色等、様々な果皮色を示す品種がある。ブドウにおいて果皮色は果実品質を決める大きな要因の一つであるが、同じ品種であっても栽培条件やその年の気象条件によって着色が十分に進まないことがあり、産業上大きな問題となっている。このため、ブドウにおけるアントシアニン合成の制御に関わる遺伝子を単離してその機能を解明し、遺伝子工学的に着色を改善するための基礎的な知見を得る。

成果の内容・特徴

  • 「巨峰」のアントシアニン合成制御に関わっている Myb 様転写制御因子 cDNA(VlmybA1-1)のホモログを黄緑色品種の「イタリア」、その赤色枝変わり品種「ルビー・オクヤマ」、黄緑色品種の「マスカット・オブ・アレキサンドリア」、その赤色枝変わり品種「フレーム・マスカット」の成熟果果皮由来のcDNAライブラリーから単離すると、黄緑色品種からは2種類のホモログ(VvmybA2、VvmybA3)、赤色枝変わり品種からは3種類のホモログ( VvmybA1、VvmybA2、及びVvmybA3 )が得られる。
  • 赤色枝変わり品種のみに存在する VvmybA1 は、「巨峰」の VlmybA1-1 と塩基配列が 98.3% 一致する。また、黄緑色品種・赤色枝変わり品種ともに存在する VvmybA2、VvmybA3 のうち、サイズが大きい VvmybA2 では DNA 結合領域の下流に塩基配列の繰り返しが、サイズが小さい VvmybA3 では欠失が見られる。
  • これら cDNA を「巨峰」の体細胞胚に遺伝子銃で導入して発現させると、VvmybA1 の導入では赤紫色のスポットが形成される。しかし、VvmybA2 及び VvmybA3 の導入では赤紫色のスポットは形成されない。また、VvmybA1 をアグロバクテリウム法で導入した「マスカット・オブ・アレキサンドリア」の果皮組織中には赤色あるいは赤紫色の細胞が形成される(図1)。形成された赤色色素は、組織を 0.1 M NaOH 溶液に浸すと青色に変色することからアントシアニンと考えられる。
  • ブドウ 11 品種の果皮における VvmybA1、VvmybA2、及び VvmybA3 遺伝子の発現解析の結果、黄緑色品種では VvmybA2 及び VvmybA3 による2本のバンドが、赤色品種では黄緑色品種にはない VvmybA1 によるバンドを加えた3本のバンドが検出される(図2)。

成果の活用面・留意点

  • 単離された cDNA(VvmybA1)及びその遺伝子(VvmybA1)は遺伝子工学によるブドウの着色改善に利用できる。

具体的データ

図1.Myb様転写制御因子cDNAの「巨峰」体細胞胚および「マスカット・オブ・アレキサンドリア」果実への導入

 

図2.黄緑色品種と赤色品種の果皮におけるVvmybA遺伝子の発現

その他

  • 研究課題名:ブドウの果皮色を制御する遺伝子の単離・解析
  • 課題ID:09-02-01-01-08-02
  • 予算区分:果皮色制御
  • 研究期間:2001～2003年度
  • 研究担当者:小林省藏、石丸恵(大阪府大院)、平岡健太朗(広島県大院)、本多親子、後藤奈美(酒類総研)
  • 発表論文等:1)Kobayashi et al. (2001) Plant Science 160: 543-550.
                      2)Kobayashi et al. (2002) Planta 215: 924-933.