サツマイモ塊根の糖質含量の制御に関与する転写因子SRF1

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要約

サツマイモの遺伝子SRF1 はDof 型の転写因子をコードする。SRF1 を過剰発現するサツマイモ形質転換体(品種「高系14号」)の塊根では、遊離のグルコースおよびフラクトースの含量が低下するとともに、デンプン含量が増加する。

キーワード:サツマイモ、塊根、糖代謝、デンプン、分子育種
担当:九州沖縄農研・機能性利用研究チーム
代表連絡先:電話0986-24-4273
区分:九州沖縄農業・畑作
分類:研究・参考

背景・ねらい

サツマイモの塊根には、デンプンや遊離糖類などの糖質が蓄積されている。しかし、これまでのところ、糖質の含量の制御に関する分子レベルでの知見は限られている。一方、他の植物における研究から、細胞内におけるショ糖の利用に関与する2つの酵素であるインベルターゼとショ糖合成酵素の活性のバランスが貯蔵器官における糖質含量の制御に重要な役割を果たすことが知られている。ここでは、Dof 型の転写因子SRF1 を過剰発現するサツマイモの形質転換体について遺伝子発現や糖質含量を調査し、塊根の糖質含量の制御へのSRF1 の関与を明らかにする。

成果の内容・特徴

サツマイモの遺伝子SRF1 はDof 型のジンクフィンガードメインを持ち、497アミノ酸からなる転写因子をコードする(図1)。
SRF1 を過剰発現するサツマイモ形質転換体(品種「高系14号」)では、3個ある液胞型インベルターゼ遺伝子の1つであるIbβfruct2 の塊根での発現が非形質転換体の15～25%程度に減少し、液胞型インベルターゼの活性も35%程度に減少する(図2)。
SRF1 を過剰発現する形質転換体では、塊根のデンプン含量が非形質転換体の1.2倍程度に増加する。一方、遊離のグルコースおよびフラクトースの含量は非形質転換体に比べて30%以下に低下する(表1)。
以上の結果は、SRF1 が液胞型インベルターゼの活性の転写レベルでの調節を介して、塊根の糖質含量の制御に関与することを示唆している(図3)。