| Project/Area Number |
20J13580
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 39030:Horticultural science-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
川口 航平 名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | トマト / 接ぎ木 / 二次代謝産物 / MYB転写因子 / メタボローム解析 / トランスクリプトーム解析 |
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| Outline of Research at the Start |
接ぎ木は、異なる植物を接着して栽培する技術であり、果菜類や果樹などの病害抵抗性・収量性を向上させる目的で行われる。日本の果菜類の営利栽培における接ぎ木苗利用率は60％を越え、その利用が欧米やアジア諸国で拡大するなど、世界的にも注目されている。
接ぎ木には、接着させる植物の種類により「接ぎ木が成立する、しない」があり、一般的に、同科の必要があることが報告されているが、その機構は不明である。その一方で、近年、ナス科植物（特にタバコ属植物）は、広範の植物種と接ぎ木を成立させることが明らかとなっている。本研究では、この現象に対して、二次代謝産物の観点から、接ぎ木の接着因子を同定し、その機構解明を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
接ぎ木成立過程で高蓄積する二次代謝物（以下、二次代謝物）およびその生合成のマスターレギュレーターであるMYB転写因子の接ぎ木における機能解析を行った。これまで、このMYB転写因子の発現は接ぎ木部で増加することが確認され、MYB転写因子の遺伝子発現抑制体（以下、発現抑制体）の接ぎ木試験を行った結果、Wild typeと比較して、接ぎ木後の穂木の葉の展開に差が見られ、MYB転写因子が二次代謝物の生合成を介して、接ぎ木の成立に関与することが示唆されている。
今年度は、このMYB転写因子が二次代謝物の生合成を制御しているかを確かめるために、発現抑制体の接ぎ木部のメタボローム解析を実施した。さらに、このMYB転写因子が接ぎ木成立過程のどのイベントに関与するかを解明するために、接ぎ木部のRNA-seq解析を実施した。
接ぎ木部のメタボローム解析の結果、発現抑制体ではWild typeと比較して、二次代謝物が減少していた。さらに、接ぎ木部のRNA-seq解析を行い、接ぎ木3日後のWild typeと発現抑制体の間での発現変動遺伝子（DEG）を用いて、GOエンリッチメント解析を行った結果、「Cell wall」のGO termが有意にエンリッチされた。Wil typeと比較して発現抑制体では、ペクチンメチルエステラーゼやポリガラクツロナーゼインヒビタータンパク質の遺伝子発現が減少していた。これは、MYB転写因子が二次代謝物の生合成を介して、細胞壁の物理的な強度を制御し、接ぎ木の成立に関与することを示唆している。
これらの接ぎ木に関与する因子の発見と分子メカニズムの理解は、接ぎ木促進剤の開発に貢献できる可能性がある。また、本年度に報告した、ゲノム編集により作出した高糖度トマトと、広範の種類の台木との接ぎ木を高効率で実現することで、生物的・非生物的ストレス耐性などを導入できる可能性もある。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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