2017 Fiscal Year Research-status Report
カンキツ果実における植物ホルモンと二次代謝産物の代謝コミュニケーションの解明
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16K18649
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
馬 剛 静岡大学, 農学部, 特任助教 (20767412)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | カンキツ / カロテノイド / 植物ホルモン / マイクロアレイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、培養した砂じょう（果肉部分）を用いて、光照射、低温および水分ストレスなどの要因により、植物ホルモン、二次代謝産物およびそれらに関連する遺伝子発現が、どのように応答し調節されているのかを明らかにすることを目的としている。
平成２９年度は、植物ホルモンをカンキツ培養砂じょうに処理することにより、カロテノイド蓄積と植物ホルモンの関係、植物ホルモンの相互作用を明らかにするため、マイクロアレイを用いて関連遺伝子の発現解析を行った。
カロテノイド含量と代謝遺伝子の関係では、オーキシン処理ではリコペンからβ‐クリプトキサンチンまでの遺伝子の発現上昇に伴い、β‐クリプトキサンチンが増大した。サリチル酸、サイトカイニン処理およびジャスモン酸処理では、GGPPからジベレリン生合成経路の遺伝子、リコペンからα－カロテンへの遺伝子の発現上昇に伴い、ビオラキサンチンが減少した。さらにジャスモン酸処理ではビオラキサンチンを分解する遺伝子発現が上昇したため、総カロテノイド含量の減少につながった。以上の結果から、カンキツ培養砂じょうでは、植物ホルモンを処理することにより、カロテノイド代謝に関わる遺伝子の発現が変動し、カロテノイド含量が調節されることが示唆された。
植物ホルモン生合成関連遺伝子の関係では、サリチル酸、ジャスモン酸およびサイトカイニン処理によりアブシジン酸の生合成関連遺伝子の発現が抑制された。ジャスモン酸処理により一部のサリチル酸生合成関連遺伝子の発現が抑制された。一方でサリチル酸処理により一部のジャスモン酸生合成に関わる遺伝子発現が抑制された。以上の結果から、カンキツ培養砂じょうでは、サイトカイニンとアブシジン酸は互いに拮抗作用があると考えられた。また、サリチル酸、ジャスモン酸およびアブシジン酸は相互に抑制的に制御していることが示唆された。
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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
平成２９年度は、植物ホルモンをカンキツ培養砂じょうに処理し、カロテノイド蓄積と植物ホルモンの関係、植物ホルモンの相互作用を、マイクロアレイを用いた網羅的発現解析を行うことにより調査した。カンキツ培養砂じょうでは、植物ホルモン処理により、カロテノイド代謝に関わる遺伝子の発現が変動し、カロテノイド含量が調節されることが明らかとなった。また、カンキツでは、サリチル酸、ジャスモン酸およびアブシジン酸は相互に抑制的に制御していることが明らかとなった。以上のように、カロテノイド蓄積と植物ホルモンの関係、植物ホルモンの相互作用について結果が得られており、本研究課題はおおむね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成３０年度は、培養した砂じょう（果肉部分）を用いて、植物ホルモンを処理することにより、フラボノイド代謝およびフラボノイド周辺の代謝に関わる遺伝子発現への影響を明らかにするため、マイクロアレイを用いた網羅的な遺伝子発現解析を行う。既に平成２８年度および平成２９年度に行ったマイクロアレイの解析データを用いて、さらに植物ホルモンと二次代謝産物の関係を調査する。
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| Causes of Carryover |
平成３０年度に分析を行うための、試薬、消耗品に充てる必要が生じたため。
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