| Project/Area Number |
22K14883
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 |
池田 裕樹 宇都宮大学, 農学部, 准教授 (90782053)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | タマネギ / 鱗茎肥大 / 分球 / 内生植物ホルモン / 遺伝子 |
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| Outline of Research at the Start |
タマネギの生産性には、可食部である鱗茎の肥大程度のほか、抽苔、病害虫、分球などが影響する。このうち鱗茎の肥大には日長と温度が関与し、品種の限界日長を越えるとFT様遺伝子のAcFT1遺伝子が発現して鱗茎肥大を促す。一方、AcFT1以外の遺伝子や、内生植物ホルモンなどの生理学的要因が、鱗茎肥大に及ぼす影響については不明な点が多い。また分球を抑制できれば、歩留まりと品質の向上が可能であるが、分球が生じる生理学的メカニズムや遺伝子は明らかにされていない。そこで本研究では、タマネギにおいて鱗茎肥大と分球が生じるメカニズムを、内生植物ホルモンと遺伝子発現の動態に注目して解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
タマネギの生産性には、可食部である鱗茎の肥大程度のほか、抽苔、病害虫、分球などが影響する。このうち鱗茎の肥大には日長と温度が関与し、品種の限界日長を越えるとFT様遺伝子のAcFT1遺伝子が発現して鱗茎肥大を促す。一方、AcFT1以外の遺伝子や、内生植物ホルモンなどの生理学的要因が、鱗茎肥大に及ぼす影響については不明な点が多い。また分球を抑制できれば、歩留まりと品質の向上が可能であるが、分球が生じる生理学的メカニズムや遺伝子は明らかにされていない。そこで本研究では、タマネギにおいて鱗茎肥大と分球が生じるメカニズムを、内生植物ホルモンと遺伝子発現の動態に注目して解明することを目的とした。2022年度までの研究では、極早生から早生の品種において、内分球とよばれる鱗茎が内部で2つ以上に分かれる分球の発生率が低く、中生から中晩生の品種では高いことを、市販品種による比較で明らかにした。また先行研究で鱗茎肥大との関連が示唆されているサイトカイニン、および植物の分枝や分げつに関与するオーキシンの内生量が品種により異なることを示した。2023年度の研究でも、内分球の発生率を市販11品種で比較したところ、極早生から早生の品種では内分球の発生率が低く、中生から中晩生の品種では発生率が高いという、2022年度までと同様の結果が得られた。また、タマネギと同じネギ属の野菜であるニンニクにおいて、鱗片形成との関係が示唆されているジベレリンをタマネギに注入し、分球発生率を確認した。その結果、ジベレリンを注入した個体は内分球および外分球の発生が増加し、ジベレリンがタマネギにおける分球発生に関与している可能性が示唆された。さらに、鱗茎肥大と分球に寄与する遺伝子の同定、および同定した遺伝子の機能を証明するための形質転換実験に向けて、国内で入手可能なタマネギ（固定種）を用いた植物体の再分化系を確立した。
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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
2023年度までに、タマネギの鱗茎肥大や分球に関係すると考えられる要因について、複数の栽培品種を対象に調査・比較するとともに、内生植物ホルモンの解析を行った。その結果、品種の早晩生が内分球の発生率に関係していることを、複数年にわたる調査で確認した。また2023年の研究では、タマネギの分球発生には、2022年までに分析したサイトカイニンとオーキシンだけでなく、ジベレリンも関与している可能性を示すことができた。鱗茎肥大と分球に寄与する遺伝子の同定、および同定した遺伝子の機能を証明するための形質転換実験に関しても、後者については国内で入手可能な品種を用いた再分化系を確立している。これらの研究の進捗状況、および得られた結果は当初の予定通りであることから、おおむね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
分球の発生に関しては、2023年度の研究で、外生ジベレリンが分球の発生を促すことを示した。この結果より、品種間での分球発生率の差異は、鱗茎の内生ジベレリンが影響している可能性が考えられた。そこで2024年度は、タマネギにおける内生ジベレリンの定量方法の確立と、内生量の品種比較を進めていく。また、鱗茎肥大と分球に寄与する遺伝子の同定や発現解析、遺伝子の機能を証明するための形質転換実験等も、引き続き進めていく。得られた成果は適宜とりまとめ、学会や学術論文等で公表する。
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