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バナナMaSPL16はリコピンβ-サイクラーゼ遺伝子の転写を活性化することで、果実の成熟期におけるカロテノイド生合成を調節する
Banana MaSPL16 Modulates Carotenoid Biosynthesis during Fruit Ripening through Activating the Transcription of Lycopene β-Cyclase Genes.
PMID: 31891496 DOI: 10.1021/acs.jafc.9b07134.
抄録
カロテノイドは、人間の健康増進に役立つ生理活性化合物の一種であるが、バナナの成熟期におけるカロテノイドの制御については、ほとんど不明な点が多い。本研究では、バナナの総カロテノイド含量が熟す過程で上昇し続け、熟す段階でピークを迎え、その後減少することを明らかにした。さらに、トランザクティベーション活性を有する核内タンパク質である成熟誘導性転写因子MaSPL16の特徴を明らかにした。16をバナナ果実に一過性に形質転換したところ、1.1と1.2の転写レベルが上昇し、総カロテノイド蓄積量が増加した。重要なことは、MaSPL16は1.1と1.2の転写を刺激し、それらのプロモーターに直接結合することで、1.1と1.2の転写を促進したことである。以上のことから、MaSPL16はバナナのカロテノイド生合成を調節する活性化剤として機能していることが明らかになり、カロテノイドを蓄積する農作物の栄養価や生理活性の分子レベルでの改善につながる可能性がある。
Carotenoids are a class of bioactive compounds that exhibit health-promoting properties for humans, but their regulation in bananas during fruit ripening remains largely unclear. Here, we found that the total carotenoid content continued to be elevated along the course of banana ripening and peaked at the ripening stage followed by a decrease, which is presumably caused by the transcript abundances of carotenoid biosynthetic genes 1.1 and 1.2. Moreover, a ripening-inducible transcription factor MaSPL16 was characterized, which was a nuclear protein with transactivation activity. Transient transformation of 16 in banana fruits led to enhanced transcript levels of 1.1 and 1.2 and hence the total carotenoid accumulation. Importantly, MaSPL16 stimulated the transcription of 1.1 and 1.2 through directly binding to their promoters. Collectively, our findings indicate that MaSPL16 behaves as an activator to modulate banana carotenoid biosynthesis, which may provide a new target for molecular improvement of the nutritional and bioactive qualities of agricultural crops that accumulate carotenoids.