多元的解析手法による園芸植物のCa欠乏症発生要因の解明

Research Project

Project/Area Number	19K15830
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 39030:Horticultural science-related
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	黒沼尊紀千葉大学, 環境健康フィールド科学センター, 助教 (10808596)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	チップバーン / 共分散構造分析 / トルコギキョウ / Ca欠乏症 / 成長解析
Outline of Research at the Start	園芸植物のCa欠乏症は、「Ca吸収能」、「Caの移動性」、「成長速度」など、いくつかの要素が複合的に関与することで発生するが、これらの要素を数値化し、多元的に解析した事例はみられない。そのため、Ca欠乏症の発生要因と具体的な解決策は不明瞭のままである。そこで本研究は、経営学や心理学分野で利用されている「共分散構造分析」を用いて、トルコギキョウのCa欠乏症と植物の生理的・形態的特徴との関連性を多元的に解析する。これより、各要素のCa欠乏症への影響度を網羅的に解析し、Ca欠乏症の発生要因を明らかにする。
Outline of Annual Research Achievements	2019年度の研究実績は主に下記3点である。 ①異なるCa濃度環境下におけるCa欠乏症発生要因の数値化：トルコギキョウ６品種を用いて、Ca濃度が異なる栽培環境下における「Ca欠乏症の被害度」、「Ca分配能」、「Ca吸収能」の数値化を行った。さらにこれらのデータを用いて、共分散構造分析により、局所的なCa不足の要因を多元的に解析した。この結果、高Ca供給下において、Ca欠乏症が発生する品種は、「Ca吸収能」が増加すると、下位の葉への「Ca分配能」は増加するが、新葉への「Ca分配能」は増加しないことが明らかになった。一方、高Ca供給下において、Ca欠乏症が減少もしくは発生しなくなる品種は、「Ca吸収能」の増加とともに、新葉・下位葉の「Ca分配能」も増加していた。これより、トルコギキョウのCa欠乏症発生は、Ca吸収能ではなく、Ca分配能に依存することが示唆された。 ②根への過剰なCa蓄積の発生：①の実験結果に加え、十分なCa供給下において、Ca欠乏症を発生させるトルコギキョウ品種の多くは、根に多量のCaを蓄積していることが確認された。また、根へのCa蓄積はCa欠乏症の発生の直前にに生じることが明らかとなった。 ③K含有率がCa吸収・分配に及ぼす影響の調査：①と同様の実験において、Ca欠乏症発生部位のK濃度および植物体全体のK濃度を調査し、Ca濃度との相関分析を行った。その結果、Kの過剰な施与が、Caの吸収および分配に影響を及ぼしているとは考えにくく、Ca欠乏症の発生への影響は少ないものと考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初予定していた実験は順調に終了し、2020年度の実験準備も予定通り進行している。また、Ca欠乏症の発生品種の特徴として、根へ過剰なCa蓄積を起こしていることも観察され、この現象の解明に関する研究準備も進められている。
Strategy for Future Research Activity	今後は、当初の研究計画の通り、Mgの施与量がCa欠乏症の発生に及ぼす影響を調査する。さらに、局所的なCa蓄積に関わる原因遺伝子の探索を行う予定である。