砂糖のブレーキを放つことで,収穫が損なわれずにトマトが甘くなります

科学分野:

• 植物生物学
• 遺伝学
• 農業科学

背景:

• トマトの消費者の好みは 糖分が高いことと密接に関連しています
• 商業用トマトの品種は,糖分と果物のサイズが逆の関係にあるため,糖分が低いことが多い.
• 栽培者は通常,味の質よりも果実の収穫を優先します.

研究 の 目的:

• トマトのフルーツ糖分を制御する遺伝子を特定する
• SlCDPK27とSlCDPK26が砂糖の蓄積を制御する役割を調査する.
• トマトの収穫量やサイズを損なうことなく トマトの甘さを増やす方法を探る

主な方法:

• トマトのカルシウム依存タンパク質キナーゼ遺伝子SlCDPK27とSlCDPK26の識別と特徴付け
• トマト植物におけるSlCDPK27とSlCDPK26の遺伝子編集 (ノックアウト)
• 遺伝子編集されたトマトと野生のトマトの糖分 (グルコースと果糖) の分析
• 果実の重量,収穫量,種子特性,そして突然変異の種子の発芽の評価.

主要な成果:

• SlCDPK27とSlCDPK26は,トマトの果物の糖分を調節する重要な成分として特定されました.
• これらの遺伝子はサクラゼ合成の分解を促進し,リン酸化することによって"糖ブレーキ"として機能する.
• 遺伝子編集によるSlCDPK27とSlCDPK26のノックアウトは,グルコースとフルクトーズの30%まで増加しました.
• 果実の重量や総収穫量に悪影響を及ぼさず,甘さを増やすことができました.
• ミュータントの系統は 種子数が減り 種子が軽くなりましたが 正常な発芽は維持されました

結論:

• SlCDPK27とSlCDPK26は,トマトの果糖蓄積の規制メカニズムにおいて重要な役割を果たしています.
• これらの遺伝子をターゲットにすることで 果実が大きいトマトの品種に 糖分を増やすことができるのです
• この研究により トマトの味の質を向上させながらも 商業的に重要な特徴である サイズや収穫量を犠牲にしてはなりません