北海道大学大学院農学院博士後期課程の奥　聡史氏（研究当時、現所属：農業・食品産業技術総合研究機構東北農業研究センター）、同大学大学院農学研究院の志村華子講師、酪農学園大学農食環境学群食と健康学類の上野敬司准教授、弘前大学農学生命科学部の前田智雄教授らの研究グループは、タマネギで初めてとなるフルクタン分解酵素をコードする遺伝子を見出し、その酵素機能や細胞内局在を明らかにしました。

タマネギはフルクタンと呼ばれる炭水化物を食用部位である鱗茎に蓄積します。フルクタンの合成に関わる酵素遺伝子は以前から見つかっていましたが、フルクタンの分解に関わる酵素遺伝子は長い間発見されていませんでした。研究グループが行ったフルクタン代謝に関わる遺伝子の探索により、液胞型のインベルターゼにアミノ酸相同性をもつ遺伝子が見つかりました。この遺伝子の翻訳産物を植物や酵母細胞で発現させ、どのような酵素活性を持つのか調べたところ、フルクタンを分解する活性を持つことがわかりました。

他の植物で見つかっているフルクタン分解酵素は、細胞壁のインベルターゼと高いアミノ酸相同性を持っていますが、今回タマネギで見つかったフルクタン分解酵素は液胞型のインベルターゼとアミノ酸相同性を示すという珍しい特徴を持っていました。研究グループは、このタマネギのフルクタン分解酵素の細胞内局在についても調べ、この酵素が実際に植物細胞の液胞に局在することも証明しました。

フルクタンの代謝に関わる遺伝子の学術的な知見は、タマネギの育種へ活かし、環境ストレスに強く作りやすいタマネギやヒトの健康に役立つフルクタンをたくさん含むタマネギなど、有用なタマネギ系統の育成に貢献することが期待されます。

なお、本研究成果は、2022年5月11日（水）公開のJournal of Experimental Botany誌に掲載されたものです。
また、本研究は、日本学術振興会科学研究費（科研費）基盤研究B「タマネギ鱗茎におけるフルクトオリゴ糖の代謝メカニズムの解明」（17H03760）の助成を受けて実施されました。

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