ホウレンソウの質的な低シュウ酸含量突然変異系統を用いた栽培生理学的研究
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22K05634
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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 | Ishikawa Prefectural University |
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Principal Investigator |
村上 賢治 石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (40200266)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | リン酸欠乏 / 鉄欠乏 / 低シュウ酸形質 / 有機酸 |
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| Outline of Research at the Start |
ホウレンソウは栄養価の高い野菜であるが、人体に有害で食味を低下させる物質であるシュウ酸含量が高いことから、シュウ酸含量の低減が栽培や品種改良の重要な目的となってきた。これまでの研究で育成した低シュウ酸突然変異ホウレンソウは、シュウ酸含量が大幅に減少した形質をもっており、サラダ用品種としての利用がとくに期待される。一方、シュウ酸含量を下げることにより生育が低下したり、他の成分含量が変化することも分かってきている。本研究では、低シュウ酸突然変異ホウレンソウを用いて、ホウレンソウがなぜシュウ酸を多く含むかということを解明し、生育を低下させずシュウ酸含量を大幅に減少させる栽培技術の開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、低シュウ酸形質を示すホウレンソウ系統を用い、野生型と低シュウ酸株を比較することにより、低シュウ酸性をもたらす機構と、ホウレンソウにおけるシュウ酸蓄積の生理学的意義の解明を目指す。
低シュウ酸系統におけるシュウ酸生成抑制機構の解明
植物のシュウ酸生合成に関わる酵素として、グリオキシル酸酸化酵素、オキサロ酢酸加水分解酵素、リンゴ酸合成酵素関連遺伝子が知られている。低シュウ酸系統におけるそれらの遺伝子発現を野生型と比較した結果、これらの経路において遺伝子発現が低シュウ酸個体において抑制されている可能性が示唆された。この点については、今後、発現が抑制されている遺伝子に関わる酵素の活性測定を行い検証する必要がある。
ホウレンソウにおけるシュウ酸生成・蓄積の生理学的意義
ホウレンソウの植物体への多量のシュウ酸蓄積の生理学的意義として、根から水素イオンを放出しリン酸や鉄の吸収を促進させることが考えられている。砂を基本培地とした栽培で、難水溶性（根から分泌される酸により溶ける）のリン酸三カルシウムを少量混和し、リン酸を含まない培養液を与えて栽培して野生型と低シュウ酸系統での生育比較を行った結果、低シュウ酸系統では難水溶性のリン酸の吸収能力が劣ることが示唆された。鉄欠乏に対しては、逆に低シュウ酸系統の方がクロロシスの生じにくい耐性を示した。このことについて今後の検討が必要である。また、リン酸や鉄の欠乏下では、低シュウ酸系統でもある程度シュウ酸蓄積量が増加する傾向がみられ、植物体の根と地上部との間で有機酸含量に相関があると仮定すると、リン欠乏条件では低シュウ酸型においてクエン酸を根から放出させて難溶性のリン酸を可溶化させるために、クエン酸を植物体に多く蓄積させている可能性が考えられた。このことについても今後の検討が必要である。
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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
本研究でのホウレンソウ低シュウ酸系統におけるシュウ酸生成抑制機構解明に向けての解析が進んでいる。また、低シュウ酸系統と野生型での、リン酸や鉄欠乏に対する反応の差異が示されつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
低シュウ酸系統におけるシュウ酸生成抑制機構については、酵素活性の測定と、遺伝子領域の絞り込みを試みていく。
栽培試験については、低シュウ酸系統でのリン酸欠乏耐性の低下と鉄欠乏耐性の増加について確認し、低シュウ酸系統における植物体内のシュウ酸などの有機酸成分含量変化の特異性についても再度検証を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
