著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：International Journal of Molecular Sciences

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

果物の品質を左右する大きな要素は、糖の種類と量です。著者らによると、中国では糖が多く甘みの強いマンゴーが好まれます。そのため、見た目が良くても糖が少なく酸味のある品種は主要な商業品種になりにくく、それらを交配の素材として新品種を育てる取り組みも進みにくくなっています。

果実の中では、デンプンが糖に分解されたり、糖どうしが変換されたりしています。こうした糖の代謝はさまざまな酵素が担いますが、マンゴーではその仕組みが複雑で、十分に分かっていません。研究チームは中国の品種「熱農1号」を対象に、果実が育ってから熟すまでのあいだに糖とデンプンの量、そして糖の代謝に関わる酵素の働きがどう変わるかを調べ、それらがどう結びついている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

調査は中国広東省湛江市の研究所の果樹園で行われました。生育のそろった樹齢5年の「熱農1号」を9本選び、3本ずつを1区画として3つの反復を設けました。試料1回につき6個の果実を使い、果肉の中央部を集めて分析しています。

採取は3つの段階に分けて行われました。まず、開花後50日から収穫に適した130日まで、15日ごとに樹上の果実を採りました。130日以降は果実を2つのグループに分けました。一つは樹につけたまま熟させるグループで、開花後140日に完熟するまで2日ごとに採取しました。もう一つは130日に収穫して室内（25〜30℃、湿度85〜90%）で追熟させるグループで、収穫後1日目から8日目まで毎日採取しました。

測定した項目は次のとおりです。果汁に溶けている成分の濃度を示す糖度計の値（可溶性固形分）、ショ糖・ブドウ糖・果糖の量、デンプンの量、そして糖やデンプンの合成・分解に関わる11種類の酵素の活性です。酵素には、ショ糖を分解するインベルターゼ類（原著ではAIとINVと表記）、ショ糖の合成や分解に関わる酵素、デンプンを分解するアミラーゼ類、デンプンの合成に関わる酵素などが含まれます。

さらに、人が感じる甘さの強さが糖の種類で違うことを考慮し、「甘味値」を計算しました。ショ糖の甘さを1としたとき、果糖を1.75倍、ブドウ糖を0.75倍として、3種類の糖の量を足し合わせたものです。これらの指標どうしの関係は、相関分析に加え、多数の要因の中から影響の大きいものを絞り込む統計手法（LASSO回帰）で調べ、ネットワーク図として表しました。

主な報告結果

樹上で育つ時期（開花後50〜130日）には、果糖とブドウ糖が一貫して増え続けました。ショ糖は初めは少なく、ほとんど変化しませんでしたが、成熟期にあたる開花後110〜130日に大きく増えました。糖度計の値は開花後95日ごろまで少しずつ下がり、その後130日にかけて上がりました。デンプンは増減を繰り返しながら、果実が大きくなる開花後65〜80日に急速にたまり、最大で生の果肉1グラムあたり47.14ミリグラムに達しました。

熟す段階では、樹につけたままか収穫したかで傾向がはっきり分かれました。樹上で熟させた果実では、ショ糖、糖の総量、甘味値がそろって次第に減り、開花後140日にいずれも最も低くなりました。研究チームは、果実が大量の糖を失い、腐りやすくなっていることを示すと述べています。一方、収穫後に追熟させた果実では、糖度計の値や糖の量が増え続けました。著者らはこの違いを次のように説明しています。樹上で熟し老化していく果実は、養分を集める主要な器官ではなくなり、分解でできた糖が果実から樹へ戻っていく。これに対し、収穫された果実では糖が外へ運ばれずに果実の中にたまる。

指標どうしの関係では、甘味値に対する糖の影響の大きさは、どの時期の分析でも果糖、ショ糖、ブドウ糖の順でした。意外なことに、デンプン量と甘味値の相関は弱く（相関係数0.133）、デンプン量と糖の総量の相関も弱いものでした（同0.112）。

酵素については、11種類のうち2種類はショ糖・果糖・ブドウ糖・デンプンのいずれの量とも有意な相関を示しませんでした。残る9種類は、程度の差はあるものの糖の代謝と有意に関連していました。たとえばデンプン合成に関わる酵素の活性は、デンプン量と正の相関を示しました。ショ糖の合成・分解に関わる酵素の一つは、ショ糖の量と有意な負の相関を示しました。成熟したマンゴーでこの酵素とショ糖の量が正の相関を示した先行研究とは逆の結果で、著者らは果実の熟度の違いや、働いている酵素のタイプの違いによる可能性を挙げています。

回帰分析では、2種類のインベルターゼで結果が異なりました。INVは、樹上で育ち完熟するまでの期間（開花後50〜140日）の分析でも、収穫後の追熟期間（収穫後1〜8日）の分析でも、甘味値に対して大きな正の係数を示しました。一方AIの係数は、開花後50〜140日の分析では負、収穫後の追熟期間の分析では正でした。

この報告が示すこと

研究チームは、マンゴー果実の発育から成熟までの糖の代謝の変化を、糖・デンプン・11種類の酵素について系統的に描き出しました。そのうえで、指標間の関係を数式とネットワーク図で示したことで、データの区切り方によって異なる、指標どうしの依存関係や結びつきの強さが明らかになったとしています。著者らは応用面として、糖の量の変化パターンから生理的な成熟期や収穫の適期を判断する基準を作れること、ショ糖の代謝に影響する主要な酵素を品種改良の標的として選べることを挙げています。

一方、著者ら自身が注意を促している点もあります。甘味値は3種類の糖の量から計算した値です。そのため、甘味値と糖の総量やそれぞれの糖との強い相関には、計算の仕方から生じた部分があり、独立した生理学的な発見とはいえないとしています。また研究の限界として、次の3点を挙げています。一つの品種だけを対象とし、樹の均一性は目視と経験で判断し、特定の生育段階と栽培条件で行ったため、結論をどこまで一般化できるかは限られ、さらなる検証が必要なこと。糖の組成と酵素活性の面からだけ調べ、鍵となる遺伝子の変化までは踏み込んでいないこと。より細かい時間間隔で追跡すれば、代謝が切り替わる時点をより正確に捉えられること。

原著論文の著者・所属：Li Li（Guangxi Engineering Research Center of Green and Efficient Development for Mango Industry, Guangxi Subtropical Crops Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530001, China; Guangxi Key Laboratory of Biology for Mango, College of Agriculture and Food Engineering, Baise University, Baise 533000, China）、Zisong Wang（Guangxi Key Laboratory of Biology for Mango, College of Agriculture and Food Engineering, Baise University, Baise 533000, China）、Weiming Li（School of Marine Sciences and Biotechnology, Guangxi Minzu University, Nanning 530008, China）、Xiang Li（Guangxi Engineering Research Center of Green and Efficient Development for Mango Industry, Guangxi Subtropical Crops Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530001, China）、Kaiyi Zou（Guangxi Key Laboratory of Biology for Mango, College of Agriculture and Food Engineering, Baise University, Baise 533000, China）、Xiaofen Xie（Guangxi Key Laboratory of Biology for Mango, College of Agriculture and Food Engineering, Baise University, Baise 533000, China）、Chenxing Liu（Guangxi Key Laboratory of Biology for Mango, College of Agriculture and Food Engineering, Baise University, Baise 533000, China）、Yanke Wu（College of Mathematics and Computer, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China）、Jiehuan Chen（College of Mathematics and Computer, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China）、Guodi Huang（Guangxi Engineering Research Center of Green and Efficient Development for Mango Industry, Guangxi Subtropical Crops Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530001, China）、Caihua Liu（Guangxi Key Laboratory of Biology for Mango, College of Agriculture and Food Engineering, Baise University, Baise 533000, China）

※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）：Li Li, Zisong Wang, Weiming Li, et al. Roles of Eleven Key Enzymes in Sweet Value and Soluble Sugar Component Content During Mango Development. International Journal of Molecular Sciences（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-21. DOI: 10.3390/ijms27167486. 原著ライセンス：CC BY.