リンゴ (Malus domestica Borkh) の分岐鎖アミノ酸アミノトランスフェラーゼ (BCAT) 家族 ゲノム全体の識別,発現分析,機能的検証

科学分野:

• 植物生化学
• 分子遺伝学
• 果物の品質に関する研究

背景:

• 枝分かれ鎖アミノ酸アミノトランスフェラゼ (BCAT) は枝分かれ鎖アミノ酸 (BCAA) の代謝に不可欠である.
• BCAAは植物分岐鎖の揮発性物質 (BCV) の前駆体であり,果物の香りに影響を与えます.
• リンゴ (マルス・ドメスティカ) のBCAT遺伝子群はよくわかっていない.

研究 の 目的:

• リンゴのBCAT遺伝子ファミリーを特定し特徴づけること
• リンゴのBCATがフルーツの香り形成に果たす役割を調査する.
• リンゴのBCATの発現パターンと局所性を調べる

主な方法:

• リンゴのBCAT遺伝子の全ゲノム識別
• ゲノムファミリー進化の 系統遺伝学とコリネアリティ分析
• MdBCATタンパク質の物理化学特性分析
• プロモーター領域におけるシス作用要素の分析
• 遺伝子発現プロファイルのRT-qPCR
• 遺伝子過剰発現によるサブセルラー局所化研究と機能的検証.

主要な成果:

• 9つのBCAT遺伝子 (MdBCATs) がリンゴのゲノムで特定されました.
• 系統遺伝分析により,2つの異なるMdBCAT群が明らかになった.
• セグメンタル複製はBCAT遺伝子ファミリー拡大の主な原動力として特定されました.
• MdBCATは貯蔵中のリンゴの皮に差異的な発現を示した.
• プラスティドとミトコンドリアに局限した特定のMdBCATs.
• MdBACT5とMdBACT8の過剰発現により,BCVの生成が著しく増加した.

結論:

• この研究は,リンゴのBCAT遺伝子ファミリーの包括的な特徴づけを提供します.
• MdBCATはBCVの生物合成において重要な役割を果たし,リンゴの香りに寄与する.
• MdBACT5とMdBACT8はBCV生物合成の重要なレギュレータであり,リンゴの品質を改善するための潜在的なターゲットです.