著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Horticulture Research

ライセンス: CC BY 4.0　対象: 公開論文　確認元: 論文PDF

研究の目的

研究チームは、硫酸カリウムがイチゴの果実の糖や、赤い色のもとになるアントシアニンを増やす仕組みを調べました。先行研究では、品種「Yanli」への硫酸カリウム処理によって糖とアントシアニンが増え、FabHLH18-likeという遺伝子の働きも強まることを報告していました。今回の研究では、この遺伝子がつくる、ほかの遺伝子の働きを調節するタンパク質に着目し、糖の蓄積と着色をどのように促すのかを明らかにしようとしました。

何を、どのように調べたか

研究チームは、温室で栽培した「Yanli」を使い、FabHLH18-likeの働きを強めた株と抑えた株を、それぞれ3系統作製しました。同じ条件で育てた対照群の果実60個、働きを強めた群と抑えた群の果実各90個を採取し、各群を3つに分けて、糖やアントシアニンの量などを測定しました。また、まだ白い段階の果実でも一時的に遺伝子の働きを変え、着色や糖の変化を調べました。

さらに、硫酸カリウム処理との関係を調べるとともに、FabHLH18-likeがどの遺伝子に作用し、どのタンパク質と結び付くかを検証しました。酵母やタバコの葉、精製したタンパク質などを使い、遺伝子の働きを調節するDNA領域への結合や、タンパク質の分解を調べる実験を組み合わせました。

主な報告結果

著者らによると、白い果実でFabHLH18-likeの働きを強めると着色が早まり、総糖量とアントシアニン量が増えました。糖の内訳では、ブドウ糖と果糖が増える一方、ショ糖は減りました。FabHLH18-likeの働きを抑えた果実では、これと逆の変化が見られました。

研究チームは、FabHLH18-likeが、ショ糖をブドウ糖と果糖に分解する酵素の遺伝子FaINVと、アントシアニン合成に関わる酵素の遺伝子FaANSの働きを促すと報告しました。FabHLH18-likeの働きを強めた果実でも、FaINVを抑えると総糖量が減り、FaANSを抑えると着色が遅れてアントシアニン量が減りました。また、別の調節タンパク質FaMYB6-likeは糖に関わる経路で、FaWRKY57は色素に関わる経路で、FabHLH18-likeの作用を強めるとしています。

一方、FaChipというタンパク質は、FabHLH18-likeに分解の目印となるユビキチンを付け、その分解を促しました。著者らは、硫酸カリウム処理によってFaChipの量が減り、FabHLH18-likeの分解が抑えられると報告しています。さらに、カリウムの輸送に関わるFaPOT3もFabHLH18-likeと結び付き、FaINVとFaANSの働きを促す作用を強めました。

この報告が示すこと

著者らは、硫酸カリウムによる糖と着色の変化を、FabHLH18-likeの発現が高まることと、そのタンパク質が分解されにくくなることの両面から説明しています。この報告は、カリウム施用に伴う果実の変化の背後に、糖と色素の経路をつなぎ、複数のタンパク質が作用を調節する仕組みがあることを示しています。

原著論文の著者・所属：Zihui Zhang（Liaoning Key Laboratory of Strawberry Breeding and Cultivation, College of Horticulture, Shenyang Agricultural University , Shenyang 110866 ,）、Shanna Yi（Liaoning Key Laboratory of Strawberry Breeding and Cultivation, College of Horticulture, Shenyang Agricultural University , Shenyang 110866 ,）、Wenjie Yu（Liaoning Key Laboratory of Strawberry Breeding and Cultivation, College of Horticulture, Shenyang Agricultural University , Shenyang 110866 ,）、Yan Wang（Liaoning Key Laboratory of Strawberry Breeding and Cultivation, College of Horticulture, Shenyang Agricultural University , Shenyang 110866 ,）、Zhihong Zhang（Liaoning Key Laboratory of Strawberry Breeding and Cultivation, College of Horticulture, Shenyang Agricultural University , Shenyang 110866 ,）、He Li（Liaoning Key Laboratory of Strawberry Breeding and Cultivation, College of Horticulture, Shenyang Agricultural University , Shenyang 110866 ,）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Zihui Zhang, Shanna Yi, Wenjie Yu, et al. Potassium sulfate modulates FabHLH18-like expression by a dual mechanism to regulate sugar and anthocyanin accumulation in strawberries. Horticulture Research（出版社：Nature Portfolio） 2026-10-14. DOI: 10.1093/hr/uhag439. 原著ライセンス：CC BY.