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Elucidation of parthenocarpic fruit induction in watermelon by pollination with bottle gourd pollen

Research Project

Project/Area Number 17H03768
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Horticultural science
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

Principal Investigator

Sugiyama Keita  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 領域長 (30414767)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 志村 華子  北海道大学, 農学研究院, 講師 (20507230)
鈴木 卓  北海道大学, 農学研究院, 准教授 (30196836)
実山 豊  北海道大学, 農学研究院, 講師 (90322841)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2017: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
Keywords単為結実 / スイカ / ユウガオ / 花粉 / ウリ科 / ホルモン / 属間交配 / 種なし
Outline of Final Research Achievements

We studied the phenomenon of parthenocarpy of watermelon induced by pollinating with bottle gourd pollen. Bottle gourd pollen had high contents of IAA and isopentenyl adenine. The change in ABA in watermelon ovary after pollination with bottle gourd pollen were similar to that of pollination of watermelon pollen. In addition, auxin response factor (ARF) and auxin/indole 3-acetic acid (AUX/IAA) were detected by proteomic analysis, and it was considered to be related to parthenocarpy. The gene expression patterns in the ovary of watermelon induced by pollination of watermelon pollen and bottle gourd pollen were similar, it was shown that gene expression changes related to parthenocarpy occurred 48 hours after pollination. In the family Cucurbitaceae, we revealed that there were many combinations of parthenocarpy induced by pollinating using another genus pollen.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在における単為結実に関しての研究は受粉を介しない自動単為結実による現象であり、異属花粉の受粉による単為結実現象を物質レベルで解明する研究は皆無である。本単為結実のメカニズムを解明することは、単為結実の現象全体を明らかにする上で極めて重要である。本研究では異属花粉の受粉後の単為結実に関連するホルモン、タンパク質、遺伝子発現について示すことができた。さらなる解明により、果実の生産に効果的な着果剤の開発や廃棄物の軽減につながる「種なし果実」生産及び単為結実品種の作出が可能となる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018

All Presentation (6 results)

  • [Presentation] ウリ科作物の単為結実を誘起する属間交配組合せに関する考察2019

    • Author(s)
      杉山慶太・嘉見大助・村田奈芳・鈴鹿明広・志村華子・実山 豊・鈴木 卓
    • Organizer
      園芸学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ユウガオ花粉の受粉で誘起されるスイカ単為結実関連遺伝子のRNA-seq解析を用いた探索2019

    • Author(s)
      鈴鹿明広・杉山慶太・長岡恒平・志村華子・実山豊・藤野介延・鈴木卓
    • Organizer
      園芸学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] スイカの単為結実に関するRNA-seqを用いた遺伝子発現プロファイリング2019

    • Author(s)
      鈴鹿明広・杉山慶太・志村華子・実山豊・鈴木卓
    • Organizer
      北海道園芸研究談話会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ウリ科花粉および受粉後のスイカ子房内のホルモン解析2018

    • Author(s)
      杉山慶太、小嶋美紀子、竹林裕美子、榊原均
    • Organizer
      園芸学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ウリ科作物の属間の受粉による単為結実誘導2018

    • Author(s)
      杉山慶太、嘉見大助、村田奈芳、鈴鹿明広、志村華子、実山 豊、鈴木 卓
    • Organizer
      北海道園芸研究談話会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 異属花粉を受粉したスイカの子房肥大および花粉管伸長の特徴2018

    • Author(s)
      鈴鹿明広、志村華子、実山 豊、鈴木 卓、杉山慶太
    • Organizer
      北海道園芸研究談話会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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