060727 Takashi AKIHIRO Elucidation of the roles of GABA in Tomato Fruit GABAは動物において抑制性の神経伝達物質である。植物においてGABAは、窒素代謝、細胞内pH調節、UVス トレス耐性、活性酸素種の除去および高・低温への適応といった機能を有していることが報告されている。さらに、近 年遺伝子組換え体を用いた解析から、昆虫による摂食への防御物質、バクテリアによる感染への抵抗物質としての 機能も示唆されている。神経を持たない植物においてもGABAが伝達物質としての機能を有している可能性を示唆す る論文も報告されており、植物におけるGABAの機能多岐にわたり、未だ解明されていない点が数多く残されている と考えられる。 GABAの研究はペチュニア、イネ、アラビドプシスおよびタバコなどで行われている。根、葉、茎、花および種子など における知見は数多く得られている一方で、果実におけるGABAの機能についての知見は乏しい。Inabaら(1980）は、 トマト果実中でGABAおよびGlnの含量が遊離アミノ酸中でもっとも高いこと、Rolineら(2000）は、開花後9日目の Cherry tomato果実において、GABAが遊離アミノ酸の約半分を占めることを報告している。 本研究の目的は果実におけるGABA高蓄積の理由を明らかにすることである。その第一段階としてGABA合成お よび代謝に関与するGAD、GABAT、SSADHおよびSSRを単離し、果実におけるGABA蓄積に主要な働きをしている 遺伝子（アイソフォーム）の特定を進めている。 作業仮説 1. GABA含量の高い果実ではGADの発現が高いもしくは活性が高い。 2. GABA含量の高い果実ではGABAT、SSADHおよびSSRの発現が低いもしくは活性が低い。 GAD : glutamic acid decarboxylase GABAT: gamma-aminobutyric acid transferase SSADH: succinic semialdehyde dehydrogenase SSR : succinic semialdehyde reductase GAD Fig. 1. Sequence alignment of GADs from various plants. Identical and similar amino acid residues are indicated by black and gray boxes, respectively. Gaps are shown by hyphens. the C-terminal peptide extension that is unique to plant GADs is shown by a dashed line. Table 1. Homology comparisons between tomato GADs W Fig. 2. Alignment of the amino acid sequences of the C-terminus of plant GADs. OsGAD1 LeGADA OsGAD2 Petunia LeGADB Lotus LeGADF Brassica juncea Fig. 3. Structural features of C-terminal portions of GADs from tomato, rice, lotus Indian mustard and petunia. GABAT Fig. 4. Sequence alignment of GABATs from tomato and Arabidopsis. Identical and similar amino acid residues are indicated by black and gray boxes, respectively. Gaps are shown by hyphens. Table 2. Prediction of the subcellular location of GABATs using TargetP, MitoProII,PSORT and PSORTII program. SSADH Fig. 5. Sequence alignment of SSADHs from tomato and Arabidopsis. Identical and similar amino acid residues are indicated by black and gray boxes, respectively. Gaps are shown by hyphens. Table 3. Prediction of the subcellular location of SSADHs using TargetP SSR Fig. 6. Sequence alignment of SSRs from tomato and Arabidopsis. Identical and similar amino acid residues are indicated by black and gray boxes, respectively. Gaps are shown by hyphens. Table 4. Prediction of the subcellular location of SSRs using TargetP Fig. 7. Isolation of total RNAs from tomato 3.5 Leaf Stem Root Flower Trichome Columella Pericarp Loculus Seed Jelly 3 2 1.5 1 0.5 0 Control DAF3 DAF6 DAF9-1 DAF9-2 DAF12 DAF15 DAF18 DAF21 DAF24 DAF27 DAF30 DAF33 DAF36 DAF39 DAF42 DAF45 ug/ul 2.5 OK OK OK OK Failed OK OK OK OK OK
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