低温脱馴化過程で起こるブドウの冬芽の過冷却能力低下機構の解明
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21K05555
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39030:Horticultural science-related
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| Research Institution | Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine |
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Principal Investigator |
春日 純 帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (40451421)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 卓 北海道大学, 農学研究院, 教授 (30196836)
高橋 大輔 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (20784961)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ブドウ / 耐寒性 / 冬芽 / 過冷却 / 組織構造 / 再馴化 / 脱馴化 |
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| Outline of Research at the Start |
越冬性の植物が、厳冬期以降の気温の上昇によって耐寒性を低下させることを脱馴化と言う。寒冷地における果樹栽培では、この脱馴化の時期にしばしば凍霜害が発生する。本研究では、ブドウを用いて、最も凍霜害を受けやすい器官である冬芽が脱馴化過程で耐寒性を失うメカニズムの解明を目指す。ブドウの冬芽は、内部の水分を過冷却させて凍結を回避し、この過冷却した水分の凍結が起こる温度によりその耐寒性が決まっている。そこで、脱馴化過程で起こる冬芽内部の水分の融点（内部での氷核形成温度に影響）と冬芽の基部の組織の構造変化（外部からの凍結の侵入防止に関与）を調べ、冬芽の過冷却能力を低下させる因子の特定を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
温帯以北の植物は、冬から春にかけて脱馴化という現象により耐寒性を低下させる。寒冷地域でのブドウ栽培では、脱馴化によって耐寒性を低下させたブドウが凍結ストレスに遭遇することで、しばしば凍霜害が問題となる。ブドウを含め木本植物では、冬芽が凍霜害を受けることが多いが、これまで、脱馴化過程で冬芽の耐寒性が低下するメカニズムはほとんど明らかになっていなかった。我々の研究では、高耐寒性ブドウ品種‘山幸’を用いて、①枝から冬芽内部へ続く道管形成が耐寒性低下にもたらす影響と②冬芽が再馴化能力を失う環境条件について、新たな知見を得た。
（①について）ブドウの冬芽内の原基組織は、氷点下温度で過冷却をして凍結を回避する。原基組織が過冷却状態を維持するには、枝からの凍結の侵入が起こってはならないため、これまで、枝と冬芽の原基組織をつなぐ道管が形成されるとブドウの冬芽は過冷却能力を完全に失うと考えられてきた。しかし、我々は、枝と冬芽をつなぐ道管が形成されてもブドウの冬芽は-10℃程度までは過冷却能力を維持することを観察し、これに道管による通水経路内に存在する水の移動は許すものの凍結の伝播は妨げる数ナノメートルの微小孔を持つ見同定の構造物が関与することを示唆する実験結果を得た。また、冬芽は発芽前後に耐寒性を失うが、同時期に凍結の伝播を妨げる構造物が機能を失う様子を観察した。
（②について）植物が耐寒性を低下させる脱馴化過程において、再び低温に晒されることで耐寒性を上昇させる現象を再馴化と言う。植物は、この再馴化の能力を脱馴化の進行に伴って失うと考えられているが、再馴化についての研究は非常に少ない。我々は、十勝地域で生育するブドウの冬芽が再馴化能力を失う時期および、厳冬期に採取した冬芽が再馴化能力を失う脱馴化処理条件を特定した。この情報をもとに、今後、ブドウの冬芽の再馴化メカニズムに向けた研究を進めていく。
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Report
(3 results)
Research Products
(20 results)
