担当課題名 γ- アミノ酪酸 (GABA) 生合成制御遺伝子解析 と高含有トマト栽培技術開発 担当機関：筑波大学 大学院生命環境科学研究科 研究代表者：江面 浩（教授・遺伝子実験センター） 研究分担者：福田 直也（講師・農林技術センター） 松倉 千昭（講師）

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1 担当課題名 γ- アミノ酪酸 (GABA) 生合成制御遺伝子解析 と高含有トマト栽培技術開発 担当機関：筑波大学 大学院生命環境科学研究科 研究代表者：江面 浩（教授・遺伝子実験センター） 研究分担者：福田 直也（講師・農林技術センター） 松倉 千昭（講師）

2 研究終了時の達成目標 1. コンソーシアムが保有する既存の遺伝資源から アミノ酸、 GABA 高含有系統を選抜し、日本デ ルモンテ（株）及び千葉県農業総合研究セン ターに母本提供を行う. 2. 栽培法、収穫後の果実貯蔵法を検討し、 GABA を高生産するトマトの栽培・貯蔵技術を開発す る. 3. GABA 高含有系統ならびに新規栽培・貯蔵技術 を適用して育成した果実を用いて、 アミノ酸、 GABA 生合成の制御機構を解明する.

3 1. 既存遺伝資源からアミノ酸、 GABA 高含有系統 を 選抜し日本デルモンテ（株）へ提供する. 2. GABA 高生産栽培・貯蔵技術の予備試験を行い、 有効性を検証する. 3. TILLING 法による変異体選抜の手法を最適化す ると共に、 GABA 代謝関連遺伝子アミノ基転移 酵素遺伝子のクローニングと機能欠損変異体の 選抜に着手する. 研究期間前半の達成目標

4 年度別研究計画

5 1. アミノ酸・ GABA 高含有系統の選抜 ・当該コンソーシアムが保有する遺伝資源（栽培品 種、 野生種計 60 系統）より 20 品種を供試し高アミノ 酸・ GABA 含有系統を選抜する． 2. アミノ酸・ GABA を高蓄積させる果実貯蔵技術の開 発 ・貯蔵条件の検討： 嫌気貯蔵、温度の検討（予備試 験）． 3. TILLING 法による GABA 代謝関連遺伝子変異系統 の 探索 ・ TILLING 法による変異体選抜の条件最適化を行う. 今年度の研究実施計画

6 コンソーシアムが保有す る遺伝資源からのアミノ 酸・ GABA 高含有系統の 選抜. GABA 高蓄積品種の育成 DNA マーカー開発 日本デルモンテ㈱、千葉県農総研へ提供 1. アミノ酸・ GABA 高含有系統の選抜 野生種 11 系統 栽培種への戻し交配系統 6 系統 栽培種（加工用） 32 品種 栽培種（生食用） 10 品種 合計 59 系統 各系統 10 個体を圃場へ展開し、緑熟期、赤熟期果実をサンプリング． GABA, アミノ酸含量を測定．

7 今年度進捗状況 (1) ２０系統を春夏作で栽培 加工用トマト ‥‥ 6 系統 NDM051TH, 958, 1185, 2260, AB2, シャスタ 生食用トマト ‥‥ 14 系統 NDM79, L03-291, -103, L04-498, 362, B03-9, フルーツイエロー, トインクル, ビタミンエース, リトルサマーキッス, 耐病豊金, 福寿トマト ( トーホク ), おおみや 163 ( ダイヤ交配 ), ハウス桃太 ( タキイ ), 愛知ファースト サンプリング ： 各品種３個体 × ２反復 各個体の第２花房から赤熟果を １果 計 120 サンプル採取． 播種： 5 月 7, 17 日 移植： 6 月 29 日移植 開花： 7 月中旬～ 8 月中旬 サンプリング： 9 月上旬～ 10 月下旬

8 GABA ・グルタミン酸含有量の品種間比 較

9 (2) 56 系統を夏秋作で栽培 野生トマト ： 14 系統 ( 内 6 系統は発芽 / 着果せ ず） 加工用トマト ： 32 系統 生食用トマト : 10 系統 サンプリング （ 1 ）各品種３個体 × ２反復 各個体の第 1 もしくは２花房から緑熟果を 1 果ず つ 計 300 サンプルを採取． （ 2 ）赤熟まで至ったものについても適宜サンプ リング． 播種： 7 月 27 日 移植： 8 月 30 日移植 開花： 9 月下旬～ 10 月上旬 サンプリング： 11 月中旬～下旬 現在測定中

10 アミノ酸・ GABA 生合成制御の解明 栽培条件の検討 養液土耕を利用 した根圏環境の 制御（塩類ストレス、 水ストレス、施肥） 貯蔵条件の検討 嫌気貯蔵、温度 アミノ酸・ GABA 高蓄積栽培・貯蔵技 術の開発 ・マクロアレイによる網羅的発現解析 ・グルタミン酸脱炭酸酵素（ＧＡＤ）, GABA アミノ基転移酵素 (GABA-T) ， グルタミン合成酵素（ＧＳ）， グルタミン酸合成酵素（ＧＯＧＡ Ｔ）， の発 現制御解析 2. アミノ酸・ GABA を高蓄積させる栽培・ 果実 貯蔵技術の開発 特許申請を視野に入れた技術開発

11 アミノ酸・ GABA 高含有系統の選抜 塩類ストレス栽培技術の開発 新規貯蔵技術の開発 GABA 含量 40 ～ 60mg/100gFW 在来品種 GABA 高含有トマトの生産 100 ～ 120 mg/100gFW 200 ～ 250 mg/100gFW 遺伝資源と技術開発を組み合わせて特許申請を目指す

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16 1. アミノ酸・ GABA 高含有系統の選抜（継続） ・当該コンソーシアムが保有する遺伝資源（栽培品種、 野生種計 59 系統）より高アミノ酸・ GABA 含有系統を 選抜する． 2. アミノ酸・ GABA を高蓄積させる栽培・果実貯蔵 技術の 開発 ・養液土耕システムによるＧＡＢＡ蓄積への効果を検証す る． ・ ＧＡＢＡを高蓄積させる収穫後処理条件を検討する． → 処理法、温度、時間、収穫ステージ等． 3. TILLING 法による GABA 代謝関連遺伝子変異系 統の 探索 ・標的遺伝子の単離と塩基配列の決定を行う． ・ GABA 代謝関連遺伝子突然変異体の選抜に着手する． 次年度の研究計画

17 サンプリング 2. ゼリーおよび種子を除く 3. 隔壁を含むようにして ２～３ｇ採取 1. 赤道面を約 1 ｃｍ厚で 輪切りにする 4. 細片にして液体窒素で 凍結後 -80 ℃保存

18 抽出方法 ５０ mg MeOH 250μl CHCl 3 250μl Vortex 内部標準溶液 25μl ミリＱ水 175μl Vortex 遠心 スピードバック ミリＱ水 30μl LC-MS による分析