2017 Fiscal Year Annual Research Report
Comprehensive understanding of mechanisms of tuber morphogenesis leading to amyloplast sedimentation in yams
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15K07269
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
川崎 通夫 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (30343213)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ヤムイモ / ナガイモ / 塊茎 / 形態形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヤムイモ類塊茎形状は、多様性に富み、同一の品種・系統内でさえ均一になりにくい性質を有する。そのため市場価値や収穫作業性を損なう「形の悪い」塊茎が発生し、農業上の問題となっている。申請者はこれまで、ナガイモ塊茎の頂端部に、重力方向へ沈降するアミロプラストが局在することを発見した。本研究の目的はこの沈降性アミロプラストを起点とするヤムイモ類塊茎の形状成立機構を包括的に理解し、塊茎形状制御のための学術基盤を構築することである。(1)塊茎形状の異なる複数のヤムイモ類を用いて、塊茎頂端部に局在する沈降性アミロプラストと塊茎形状の成立との関係性の明確化に取り組んだ。本年度は光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡に加え透過型電子顕微鏡観察を実施し、ヤムイモ類塊茎における沈降性アミロプラストを含む細胞は、根冠コルメラ細胞に類似的な内部微細構造を有することが示唆された。また、異なる形の塊茎間では沈降性アミロプラストの量的・分布的形質が異なる微細構造的な関係性が明らかとなった。(2)生長中のナガイモ塊茎を横倒して重力刺激処理し、シグナル伝達物質候補であるCa局在性・存在量の変動をエネルギー分散型X線分析法を用いて解析した。重力刺激処理により、Caは塊茎頂端の皮層から中心柱へ移行する傾向が示唆されたが、更なる詳細なCa動態を解析中である。(3)本年度では、形の異なる塊茎や重力刺激処理した塊茎のオーキシン含量をオーキシンアッセイキットや高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した。その結果、形の異なる塊茎間でオーキシン含有量の差異や重力刺激処理によるオーキシン変動性が認められつつある。またオーキシン輸送体関連の遺伝子の発現様式について、供試材料間で差異があることが示唆された。
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