2017 Fiscal Year Annual Research Report

Application of NMR-based metabolomics to the development of marker-assisted breeding and new cultivation technique

Research Project

Project/Area Number	15K14643
Research Institution	National Agriculture and Food Research Organization
Principal Investigator	関山恭代国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門・食品分析研究領域, 上級研究員 (60342804)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	岡崎和之国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 主任研究員 (90549239)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	NMR / メタボロミクス / テンサイ / 褐斑病
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題では、NMRメタボロミクスを活用し、畑作物の省力化育種・栽培技術の開発に資する基礎データを蓄積することとなっている。褐斑病は我が国の基幹作物であるテンサイの栽培において被害面積が最大の病害であり、抵抗性は圃場にて病原菌を接種し、葉に生じた病斑の進展度合いを経時的に観測することで評価する。代謝マーカーによる抵抗性の検定が可能になれば、育種の労力とコストの削減が期待できる。我々は昨年度までに、テンサイの葉の代謝プロファイルが生育段階によって大きく変化すること、また、圃場に定植後の生育初期（褐斑病菌接種前）の葉において、抵抗性弱品種と中以上の品種の間にGABAとグルタミン酸含量の違いが見られることを報告した。そこで本年度は、テンサイの代謝変化について年次間差を確認し、さらなる省力化の可能性を検討すべく、圃場に定植する前の幼苗を用いた抵抗性の識別について検討した。解析には、2015年および2016年の栽培試験で得られた2年分の試料を用いた。生育段階による代謝プロファイルの違いについては、生育が進むにつれてコリンが減少し、糖類とベタインが増加する傾向が２年間を通じて確認された。幼苗における抵抗性の識別については、４月に播種した試料と５月に播種した試料の２種類を用いた。抵抗性の強い７品種と弱い4品種、計11品種の1H-NMRスペクトルを用いてOPLS判別分析を行ったところ、2年とも共通して、4月播種の試料で抵抗性の強弱でグループが分かれる傾向が見られた。この結果から、幼苗を用いた抵抗性の識別には、播種時期や生育環境が重要である可能性が示唆された。引き続き、幼苗での褐斑病抵抗性にともなう代謝変化について解析を進めている。