ペクチンマトリックスの分解、組織の完全性の向上、および熟したイチゴの果物の硬さに対するポリガラクロナーゼFAPG1遺伝子サイレンシングの影響に関する洞察

イチゴにおけるフルーツ特異的ポリガラクロナーゼ（PG）遺伝子FAPG1のアンチセンス媒介ダウンレギュレーション（Fragaria×Ananassa Duch。）は、フルーツの軟化を減らし、収穫後の貯蔵寿命を延長することが以前に実証されています。この果物。改善された果実特性は、FAPG1サイレンシングによる細胞壁の分解の減少に起因することが示唆されました。この研究は、生化学、細胞、および組織レベルでのこの仮定をサポートする経験的証拠を提供します。FAPG1転写産物レベルの90％以上の減少を示した2つの独立したトランスジェニックアンチセンス系統の細胞壁修飾を分析しました。コントロールおよび熟した果物からの細胞壁画分の連続的な抽出により、トランスジェニックフルーツのペクチン溶解度が42％減少しました。異なる細胞壁画分のゲルろ過ペクチンプロファイルの詳細なクロマトグラフィー分析により、キレート剤と炭酸ナトリウムの両方で可溶化されたトランスジェニック果物中のより密接に結合したペクチンの解重合が減少したことが明らかになりました。アンチセンスFAPG1フルーツからの細胞壁抽出物は、in vitroの腫れもそれほど重度ではありませんでした。組織学的分析により、より拡張された細胞細胞接着領域と、トランスジェニックの熟した果物の組織の完全性が強化されたことが明らかになりました。低メチルエステル化ペクチンに対するJIM5抗体を使用した果物切片の免疫組織学的分析は、トランスジェニックフルーツ切片でより高い標識を示したが、高度にメチルエステル化ペクチンを認識する抗体であるJIM7ではわずかな違いが観察された。これらの結果は、トランスジェニックアンチセンスFAPG1ストロベリーフルーツの硬さの増加が、主にペクチンの溶解度の減少と、より緊密に付着した細胞壁結合ペクチンと相関する解凍によるものであることを支持しています。トランスジェニック系統のこの限られた分解は、これらのペクチン画分が組織の完全性の維持に重要な役割を果たすことができることを示しており、それがより熟した果物を引き起こすことです。

Antisense-mediated down-regulation of the fruit-specific polygalacturonase (PG) gene FaPG1 in strawberries (Fragaria×ananassa Duch.) has been previously demonstrated to reduce fruit softening and to extend post-harvest shelf life, despite the low PG activity detected in this fruit. The improved fruit traits were suggested to be attributable to a reduced cell wall disassembly due to FaPG1 silencing. This research provides empirical evidence that supports this assumption at the biochemical, cellular, and tissue levels. Cell wall modifications of two independent transgenic antisense lines that demonstrated a >90% reduction in FaPG1 transcript levels were analysed. Sequential extraction of cell wall fractions from control and ripe fruits exhibited a 42% decrease in pectin solubilization in transgenic fruits. A detailed chromatographic analysis of the gel filtration pectin profiles of the different cell wall fractions revealed a diminished depolymerization of the more tightly bound pectins in transgenic fruits, which were solubilized with both a chelating agent and sodium carbonate. The cell wall extracts from antisense FaPG1 fruits also displayed less severe in vitro swelling. A histological analysis revealed more extended cell-cell adhesion areas and an enhanced tissue integrity in transgenic ripe fruits. An immunohistological analysis of fruit sections using the JIM5 antibody against low methyl-esterified pectins demonstrated a higher labelling in transgenic fruit sections, whereas minor differences were observed with JIM7, an antibody that recognizes highly methyl-esterified pectins. These results support that the increased firmness of transgenic antisense FaPG1 strawberry fruits is predominantly due to a decrease in pectin solubilization and depolymerization that correlates with more tightly attached cell wall-bound pectins. This limited disassembly in the transgenic lines indicates that these pectin fractions could play a key role in tissue integrity maintenance that results in firmer ripe fruit.