2018 Fiscal Year Annual Research Report
New Frontier in fruit physiology - Ethylene independent fruit ripening by low-temperature exposure
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16H04873
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
久保 康隆 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (80167387)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢野 健太郎 明治大学, 農学部, 専任教授 (00446543)
中野 龍平 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (70294444)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 低温 / 果実成熟 / エチレン / 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、果実生理研究のニューフロンティアと期待できる「低温遭遇によるエチレン非依存型成熟誘導機構」を焦点に、次世代シーケンサーによるゲノムワイド遺伝子解析、メタボローム解析、遺伝子組換え、yeast two-hybrid法を駆使する先駆的取り組みである。これまで、果実成熟制御については、植物ホルモンのエチレンを中心に検討され、「エチレン作用阻害剤と低温貯蔵が最も効果的な成熟制御技術」と考えられてきた。ところが、筆者らはキウイフルーツにおいて、病害によるエチレンの影響を除去すると「低温環境で室温下よりも成熟・軟化が早まる」という常識と全く逆の現象を発見した。さらに、RNAseq分析で、低温成熟誘導系はエチレン成熟誘導系と下流の一部遺伝子を共有するが、別個の制御系であることを示し、「低温がエチレン作用とは独立に果実成熟を誘導する」という新たな概念に到達した。この機構は、果実成熟の早晩性や貯蔵特性に密接に関与し、その解明は早生・晩生新品種の育種、長期貯蔵技術の開発に直結すると想定できる。
本年度はReal Time PCR法による成熟関連遺伝子発現プロファイルの確認として、早晩生の異なるキウイフルーツ品種およびセイヨウナシ、チュウゴクナシ、ウンシュウミカンのサンプルを用いて糖代謝関連遺伝子、細胞壁分解関連遺伝子および転写因子の発現プロファイルを解析した。さらに，キウイフルーツの一次代謝物とセイヨウナシの各種ホルモン含量について、LC/MS,GC/MSによる代謝物分析を行った。その結果、キウイフルーツにおけるエチレン成熟と低温誘導性成熟の糖組成変動は類似していること、セイヨウナシは成熟に伴ってジャスモン酸とABAが急増することが示された。
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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
Real-Time PCRによる遺伝子発現解析、GC/MS,LC/MSによる代謝物解析、各種ホルモンの網羅的解析は計画通り、実施し、良好な結果を得ている。本研究によって、これまでに合計５編（本年度は２編）の研究論文が公表され、国際学会では８件、国内学会でも１０件以上の研究発表を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年までの研究蓄積に基づいて、低温誘導性成熟誘導システムとエチレン誘導成熟システムのネットワーク解析を進め、キウイフルーツ、セイヨウナシ、チュウゴクナシ、柑橘類の成熟制御機構の全容解明を目指している。
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[Journal Article] Determination of optimum temperature for long-term storage and analysis of ripening-related genes in ‘Rainbow Red’ kiwifruit2018
Author(s)
Mitalo O.W., Tokiwa S., Kasahara Y., Tosa Y., Kondo Y., Asiche W.O., Kataoka I., Suezawa K., Ushijima K., Nakano R., Kubo Y.
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Journal Title
Acta Horticulturae
Volume: 1218
Pages: 517-524
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Transcriptional analysis of flavedo color changes in detached and on-tree Satsuma Mandarin (Citrus unshiu Marc.) fruit.2018
Author(s)
Mitalo O. W., Tosa Y., Kasahara Y., Tokiwa S., Kondo Y., Oji N., Otsuki T., Doan A. T., Ushijima K., Nakano R., Kubo Y.
Organizer
平成１８年度園芸学会秋季大会
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