| Project/Area Number |
23K23592
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| Project/Area Number (Other) |
22H02327 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39020:Crop production science-related
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
坂上 潤一 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 教授 (70399369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
倉田 理恵 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 上級研究員 (00315384)
境垣内 岳雄 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 上級研究員 (00414847)
梅田 周 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 研究員 (10808009)
末松 恵祐 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 研究員 (30807996)
赤木 功 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (40500004)
岡田 吉弘 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 上級研究員 (70391456)
川田 ゆかり 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 研究員 (80884981)
眞壁 昌弥 沖縄県農業研究センター, 本所作物班, 主任研究員 (31005200)
眞玉橋 將央 沖縄県農業研究センター, 本所作物班, 研究員 (70913656)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 紫カンショ / GXE / アントシアニン / でん粉 / GWAS / 遺伝資源 / 遺伝解析 / デンプン |
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| Outline of Research at the Start |
南九州から沖縄ではアントシアニンを含む紫カンショ（サツマイモ）が重要な作物である。今後、予想される温暖化に対応できるカンショ品種が必要であるが、現在、環境適応性に着目した育種を実践する知見がない。本研究では、豊富な紫カンショ遺伝資源を活用し、多環境試験を展開し、カンショの収量、また、アントシアニンやデンプンなどの品質についての遺伝子型と環境の交互作用解析を行う。これにより、多収・高品質に関連する環境要因の解明と広域適応性を有する遺伝子型のスクリーニングを行う。さらに、収量性が異なる系統を交配したF1集団を作出し、遺伝解析を行うことで、環境応答性や広域適応性に関連するゲノム領域の解明にも挑む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
紫カンショ13品種・系統を試験に供し、宮崎、鹿児島、種子島および沖縄の4試験地を配置する多環境栽培試験を実施し、温暖な地域での紫カンショの収量性の解析を行った。収集した、いもの重量や乾物率、生育時期別のSPADなどのデータは、GxE解析による紫カンショの多収・高品質条件を解明する課題において解析している。また、3年間に同様のデータを取りまとめ、一般適応性品種の特定、高収量・高品質生産の環境の解析を行っている。
同様の4試験地において実施した試験において、温暖な地域での紫カンショのアントシアニン含量および組成とデンプン特性（5品種のみ）についての環境応答性について調査した。その結果、13品種・系統のアントシアニン含量は栽培地の平均気温と高い負の相関が認められた。また、5品種のでん粉をRVA分析に供した際の糊化開始温度および最高粘度は、2022年および2023年の結果と比較して試験地間で異なるトレンドを示し、鹿児島と種子島で逆転する傾向が見られた。鎖長分布を調査するための予備実験を鹿児島大学にて実施し、都城研究拠点で調整したサンプルで問題なく分析できる方法を明らかにした。
「アヤムラサキ」ならびに「ちゅらかなさ」を交配親とするF1集団（110系統）を作出し、GRAS-Di法で遺伝子型を取得した。さらに、宮崎と沖縄の異なる環境下でF1集団ならびに交配親を栽培して、いもの重量や乾物率、アントシアニン含量を測定した。これらの遺伝子型と表現型のデータを用いて、現在、GWAS解析を試行している。
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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
3年間に渡り、本共同研究において紫カンショ13品種・系統を試験に供し、宮崎、鹿児島、種子島および沖縄の4試験地を配置する多環境栽培試験を実施し、計画書で予定した収量や品質など各種データの収集及び分析を行うことで、生理・生態的特徴を明らかにするのに必要かつ十分な結果が得られた。また、紫カンショの収量、品質の環境応答性に関与する遺伝解析から、目的としたF1集団の作出に成功し、遺伝子型を取得するなど、研究課題は計画通りに実施された。加えて、関連する学会講演会にて研究成果を発表するなど、成果の公表にも努めてきた。以上、現在まで、すべての課題について、順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
①多環境下での紫カンショ系統の収量性の解析：2022～2024年度までの3ヵ年で、多環境栽培試験でのデータ収集は終了とする。
②多環境下での紫カンショ遺伝子型の品質特性の解析：2022年から3年間のアントシアニン含量および組成のデータおよび環境データが得られたため、それらの関係性について統計解析を行う。2022、2023年の2年間の解析の結果において、色素含量との関係性が示唆された気温および地温については、生育期間に分けて比較検討を行い、色素蓄積により影響を及ぼす時期を明らかにする。「アヤムラサキ」および「ちゅらかなさ」の2022年および2024年のでん粉サンプルについて、鎖長分布およびでん粉粒の粒度分布を分析する。
③GxE解析による紫カンショの多収・高品質条件の解明：3年間のデータの解析をすすめ、国際雑誌への論文投稿を行う。また、高収量・高品質品種と地温との関係性を明らかにする研究をすすめる。
④紫カンショ収量、品質の環境応答性に関与する遺伝解析：2024年に取得したデータでGWAS解析を行い、宮崎、沖縄の地域でいも収量やアントシアニン含量に影響が大きいQTLの特定を試みる。2025年も同様に宮崎、沖縄でF1集団の栽培を行い、いもの重量やアントシアニン含量の測定を行い、2024年のGWAS解析結果の検証を行う。
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