| Project/Area Number |
22KJ2572
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| Project/Area Number (Other) |
21J23594 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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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 | Ishikawa Prefectural University |
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Principal Investigator |
瀬川 天太 石川県立大学, 生物資源環境学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | Brassica rapa / 光非依存的なアントシアニン蓄積 / カブ / 光非依存的な着色機構 |
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| Outline of Research at the Start |
野菜，果物および花卉類の色は，農作物の市場価値を決定する要因の 1 つである.多くの植物種は，アントシアニン蓄積により様々な色を呈 し，生合成経路も，植物種間で保存されている.多くの植物においてアントシアニン生合成は，光刺激によって誘導される.一方, カブ品種「 アカマル」は光非依存的なアントシアニン蓄積により, 根茎肥大部の地下部まで着色する. 本研究では，「アカマル」における光非依存的な着 色原因遺伝子単離のために，光依存的な着色機構を有するカブ品種と「アカマル」の交雑後代を育成し，遺伝解析を実施する.光非依存的な着 色機構の解明は，農作物の品質の安定化や栽培の省力化に貢献すると期待される.
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| Outline of Annual Research Achievements |
Brassica rapa に属するカブ品種「アカマル」は、光非依存的なアントシアニン蓄積 (LIA: Light Independent Anthocyanin) 機構を有し、根茎肥大部の表皮全体、すなわち、地上部および地下部の両方において、アントシアニン系色素を蓄積する。これまでに、アカマルに対し非LIAタイプの品種「金沢青カブ」および「日野菜」をそれぞれ交雑した後代における遺伝解析から、アカマル由来の劣性LIA原因遺伝子領域qLIA7を同定した。本年度は、アカマルにおける LIA 機構におけるqLIA7の寄与の解明を目的として、まず、準同質遺伝子系統 (NIL) を育成し、表現型を観察した。次に、NILの根茎肥大部表皮組織の発現解析およびメチローム解析を実施した。
まず、LIAにおけるアカマル由来qLIA7 (qLIA7-A) の効果を確認するため、金沢青カブ遺伝背景にqLIA7-Aを導入した「NIL496」を育成した。しかし、NIL496は、地上部のみが着色しLIAを示さなかった。一方、アカマルをNIL496および金沢青カブにそれぞれ交配して作出したF1世代では 、アカマルとNIL496間のF1のみがLIAを示したことから、LIAの発揮には、qLIA7-A以外のアカマル由来の優性遺伝子およびqLIA7-Aのホモ接合性遺伝子型の必要性が推察された。次に、日野菜由来のqLIA7 (qLIA7-H) をアカマル遺伝背景に導入した「NIL11」を育成した。NIL11は、qLIA7-Aを有していないにも関わらず、ほとんどの個体でLIAの発揮が確認され、一部の個体のみLIAを示さなかった。遺伝的に同質ゲノムを有する個体間で表現型が分離したことから、LIAにはエピジェネティックな制御の関与が推察された。次に、LIAにおけるエピジェネティックな制御の関与を確認するため、発現解析およびメチローム解析を行なった結果、LIAを示す個体の地下部では、アントシアニン生合成における正の転写因子BrMyb2が発現しており、第3エキソン由来siRNAの発現および第2-3エキソン領域の高度DNAメチル化が確認された。
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