エチレン低感受性花きにおけるWRKYおよびNAC転写因子による老化制御機構の解明
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21K05558
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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 | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
山根 健治 宇都宮大学, 農学部, 教授 (60240066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒倉 健 宇都宮大学, 農学部, 准教授 (10650898)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 老化 / RT-qPCR / メタカスパーゼ / NAC転写因子 / システインプロテアーゼ / RNA-seq / ポリガラクツロナーゼ / 引き金 / 遺伝子 / 老化生理 |
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| Outline of Research at the Start |
切り花の品質保証は流通・販売上の重要な課題の１つである。花きは大別するとエチレン感受性と低感受性に分類され、エチレン阻害剤が有効な高感受性の種に比べ、低感受性花きの老化については引き金（トリガー）が未定であり、制御が困難である。申請者らが低感受性の花きであるアスチルベとグラジオラスの老化時に発現する遺伝子を網羅的に調べたところ、両者においていくつかのWRKYおよびNAC転写因子が老化特異的な発現パターンを示した。特にWRKY転写因子については花の老化制御に関する報告はない。そこで、本研究ではこれらの転写因子が老化のトリガーになっていると仮定し、発現および機能解析を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
秋田県立大学において栽培されたOrnithogalum thyrsoidesを供試した。乾式輸送直後に水切りを行い、切り花長を約40 cmに切りそろえ、温度20C、PPFD10 μmol（24時間日長）の条件下において切り花品質を評価した。開花後の小花を採取し、全RNAおよび可溶性糖質を抽出した。前年度のRNA-seqによりO. thyrsoides老化期の小花において発現が高まった遺伝子について、開花の経過における発現量をRT-qPCRで定量的に調べた。NAC転写因子（NAP2、NAC048）、システインプロテアーゼ（SEN102、SAG39）およびメタカスパーゼ9(AMC9) の発現量が開花10日後から増加し、13日後に開花時と比較して有意に高まり、15日後には低下し、老化期と一致していた。特にAMC9はオートファジーを調節し、プログラム細胞死（PCD）に関与していることが報告されている。花被片の可溶性糖濃度は老化に伴い開花３日後からフルクトースが減少、グルコースが増加の傾向がみられたが、有意差は認められなかった。また，花弁の全可溶性糖含量は花弁の老化に伴い僅かに減少の傾向がみられたが，有意差は認められなかった。花弁において，老化に伴う可溶性糖含量の減少がみられなかった理由については、茎に存在する糖が花弁に移動し、蓄積した可能性が考えられ、老化の引き金ではないと推測される。以上のことから、O. thyrsoidesの花被片の老化にこれらの遺伝子が関与していること、並びに老化にオートファジーが関与している可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和５年度に実施した研究により、O.thyrsoidesにおいて、老化特異的遺伝子の発現動態を検証できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
グラジオラスやアスチルベなどのエチレン低感受性花きについて生育期の環境ストレスや植物の生育を調整する物質の処理が切り花の品質、小花の老化およびこれまでに見い出した老化に関わる候補遺伝子の発現に及ぼす影響について調査する。
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Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
