2017 Fiscal Year Annual Research Report
尻腐れ果の発生機構の解明と克服のための統合的アプローチ
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16H02534
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金山 喜則 東北大学, 農学研究科, 教授 (10233868)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 英樹 東北大学, 農学研究科, 教授 (20197164)
渡部 敏裕 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (60360939)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | トマト / 尻腐れ果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トマトの尻腐れ果は甚大な被害を及ぼす生理障害であるが、その発生機構は十分に解明されていない。そこで本研究では、安定的に尻腐れ耐性を示す染色体断片置換系統を材料とした遺伝学的アプローチ、カルシウムを含む全てのイオンを網羅的に解析できるイオノーム解析と局所的なカルシウムの動態を明らかにできるCaイメージングによる高度な解析アプローチ、さらにオミクスと、部位特異的な遺伝子発現制御が可能なウイルスジーンサイレンシングによるエビデンスの獲得を統合したアプローチにより、世界最大とも言える生理障害である尻腐れ果の発生機構を解明するとともに、克服のための育種素材を提供することを目的とする。本研究では上述の目的を達成するための基盤的研究をおこなうこととしている。尻腐れ果の発生がカルシウムと関わることは知られているが未だ未解決である原因としては、適切な遺伝学的解析のための材料が乏しいこと、カルシウムの局在性の精密な分析がないこと、カルシウム以外のイオンのデータが不足していること、オミクス解析が活用されていないことがあげられる。そこで本年度は、遺伝学的解析が可能な材料であるトマトSolanum lycopersicum M82にトマト野生種Solanum pennelliiの染色体を導入した染色体断片置換系統のIL8-3を用いて、尻腐れ耐性遺伝子のマッピングのため、IL8-3領域内で組換えを生じた系統の形質評価をおこなった。またM82とIL8-3を用いて、イオノーム解析によりカルシウムやカルシウムと関連のある元素について尻腐れ発生との関係を検討した。トランスクリプトームの結果を参考にして、尻腐れ発生に関わる可能性のあるカルシウム輸送関連遺伝子などの発現解析をおこなうとともに、イメージングおよびサイレンシングのための条件設定などを引続きおこなっている。
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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
期間中、尻腐れ果発生率に基づいた尻腐れ果抑制遺伝子のマッピングデータの解析を行 ったところ、当初の想定に反し、予期しないばらつきが原因で正確なマッピングができていないことが判明したため、調査対象の再設定を行い、果実肥大速度と果頂部カルシウム濃度に拡大したうえで再度マッピングを行う必要が生じた。そこで、経費を翌年度に繰り越して同実験を遂行した。現在、繰り越した項目および他の項目について、特段の進捗上の問題はないため上記の進捗状況とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
遺伝学的解析が可能な材料であるトマトSolanum lycopersicum M82にトマト野生種Solanum pennelliiの染色体を導入した染色体断片置換系統のIL8-3を用いて、カルシウムの動態や関連遺伝子の解析をおこなう。特にカルシウムの動態に関しては、これまで全カルシウム含量を対照としていたが、アポプラストのカルシウムが重要との報告もある。そこで、アポプラストのカルシウム含量を測定するための条件設定を行うとともに、アポプラストにおける濃度が系統間で尻腐れ果の発生と関連するかどうかについて検討する。またカルシウムの動態と関連する遺伝子については、これまでトマトにおいてカルシウムの輸送に関連する遺伝子を網羅的に解析した例が見当たらないことから、関連遺伝子の配列の系統学的解析と基本的な発現解析をおこなうとともに、尻腐れと関連する遺伝子を選抜する。以上で得られた情報を、イメージングやサイレンシングによる解析に提供できる方向で研究を進める予定である。
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