カプサイシノイド生合成とは独立したトウガラシ属における分泌細胞の形成

トウガラシの辛味成分カプサイシノイドは，果実内部の隔壁表皮細胞で合成され細胞外に分泌している。カプサイシノイドを含まないパプリカなどにおける分泌細胞の存在の有無はこれまで意見が分かれてきた。特にカプサイシノイドの生合成関連遺伝子と分泌細胞形成との関係性については研究報告がない。カプサイシノイド生合成に関わる遺伝子としてPun1とpAMTが知られている。そこで，Pun1遺伝子の欠損株としてカリフォルニアワンダー，pAMT遺伝子の欠損株としてAji Dulce strain 2，両者を正常に持つもにもかかわらずカプサイシノイドを含まないシシトウについて，パラフィン切片から分泌細胞と分泌物を蓄積するブリスターの有無を確認した。その結果，分泌細胞は全てのトウガラシ品種で観察された。すなわち，辛味成分カプサイシノイドを合成できなくても分泌細胞は形成されることが明らかとなった。また，カプサイシノイドを含まないシシトウの果実は分泌細胞を持たないことが示唆された。パラフィン切片から分泌細胞の存在領域の比率の数値化を試たところ，分泌細胞の存在比率に品種間差があることが示された。本研究により，カプサイシノイド生合成関連遺伝子とは独立した分泌細胞の分化誘導に関わる因子の存在が確認できた。

The pungency of chili pepper (Capsicum) is induced by capsaicinoids, which accumulate in the interlocular septa defining the fruit locules. Capsaicinoids accumulate in the extracellular space between epidermal cells and the cuticle on the interlocular septum. No studies have been reported on the relationship between capsaicinoid biosynthesis-related genes and secretory cell formation. Pun1 and pAMT are known as capsaicinoid biosynthesis-related genes determining pungency. Paraffin sections of a cultivar deficient in the Pun1 gene ‘California Wonder’, a cultivar deficient in the pAMT gene ‘Aji Dulce strain 2’, and the pungent variable hot chili pepper ‘Shishito’ were examined for the presence of secretory cells and blisters. Secretory cells were observed in all pepper cultivars. This means that secretory cells were formed even if capsaicinoids could not be synthesized. In the case of ‘Shishito’, it was suggested that fruits without pungency did not have secretory cells. The ratio of the area of secretory cells in paraffin sections was quantified, and the results showed that the ratio of secretory cells varied among the cultivars. This study confirms the existence of factors involved in the induction of secretory cell differentiation independent of capsaicinoid biosynthesis-related genes.

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