サツマイモのストレス耐性に関連するスポラミンの複数の生物学的機能（Ipomoea batatas lam）

サツマイモの塊茎（Ipomoea batatas lam）のタンパク質の性質の最初の調査は、ジョーンズとガースドルフ（1931）によって報告されたグロブリンが指定した「イポモエイン」を明らかにしました。その後、「イポモーイン」は「スポラミン」と改名され、結節根の総タンパク質の80％以上を占める主要な貯蔵タンパク質であることがわかりました。現在まで、スポラミンは一連の生化学的および分子的アプローチによって研究されてきました。2つの主要な画分AとBへの最初の精製AとBは、1985年に正常に完了しました。遺伝子ファミリーのヌクレオチド配列の多様化、タンパク質構造、貯蔵の生物学的機能、防御の生物学的機能など、タンパク質のいくつかの特性が正常に完了しました。、阻害活性とROS除去が特定されました。過去10年間で、スポラミンはクニッツ型トリプシン阻害剤に分類され、その昆虫耐性能力はトランスジェニックタバコおよびカリフラワー植物で調べられており、このタンパク質の複数の機能が進化し、サツマイモの成長と発達を促進するように進化したことを示しています。。スポラミンは、塊根で構成的に発現し、通常は茎または葉では発現しません。しかし、このタンパク質は、傷や他の非生物的ストレスに応じて全身的に発現します。転写レベルでのこれらの二重発現パターンは、スポラミンの複雑な調節メカニズムが環境ストレスによって調節されたことを明らかにしました。スポラミンの汎用性のある機能により、この貯蔵タンパク質は、植物の分子進化、調節メカニズム、生理学的機能を研究するための優れた研究モデルにします。このレビューでは、農業バイオテクノロジーにおける最近のアプローチと将来の視点をまとめて説明します。

The initial investigation of the nature of the proteins in the tuber of sweet potato (Ipomoea batatas Lam.) revealed a globulin-designated "ipomoein," which was reported by Jones and Gersdorff, (1931). Later, "ipomoein" was renamed "sporamin" and was found to be a major storage protein that accounted for over 80% of the total protein in the tuberous root. To date, sporamin has been studied by a series of biochemical and molecular approaches. The first purification of sporamin into two major fractions, A and B, was successfully completed in 1985. Several characteristics of the protein, such as the diversification of the nucleotide sequences in the gene family, the protein structure, the biological functions of storage, defense, inhibitory activity and ROS scavenging, were identified. In the past decade, sporamin was classified as a Kunitz-type trypsin inhibitor, and its insect-resistance capability has been examined in transgenic tobacco and cauliflower plants, indicating the multiple functions of this protein has evolved to facilitate the growth and development of sweet potato. Sporamin is constitutively expressed in the tuberous root and is not normally expressed in the stem or leaves. However, this protein is expressed systemically in response to wounding and other abiotic stresses. These dual expression patterns at the transcriptional level revealed that the complex regulatory mechanism of sporamin was modulated by environmental stresses. The versatile functions of sporamin make this storage protein a good research model to study molecular evolution, regulatory mechanisms and physiological functions in plants. This review summarizes and discusses recent approaches and future perspectives in agricultural biotechnology.