2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of parthenocarpic fruit induction in watermelon by pollination with bottle gourd pollen
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17H03768
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
杉山 慶太 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, 領域長 (30414767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
志村 華子 北海道大学, 農学研究院, 講師 (20507230)
鈴木 卓 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (30196836)
実山 豊 北海道大学, 農学研究院, 講師 (90322841)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 単為結実 / スイカ / 花粉 / ユウガオ / ウリ科 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
花粉のメタボローム解析を行ったが、ユウガオ特異的な物質は明らかにできなかった。受粉後のスイカ子房内のホルモン分布を調査するためMALDI-TOF MS imagingを行った。可溶性炭水化物として、219m/z（Fru/Glc + K+）および381m/z（Suc + K+）のピークを確認したが、切片上での分布に濃度差に基づく一定の傾向は認められなかった。
受粉後の子房内のリン酸化タンパク質の解析を行ったところ、ユウガオ花粉を受粉したスイカ子房からオーキシン応答に関わる転写因子ARFが検出された。また、14-3-3-like proteinも検出され細胞壁弛緩、細胞伸長への関与も考えられた。ブラシノステロイド関連では、Serine/threonine-protein kinase BSK、Serine/threonine-protein phosphatase BSL、BES1/BZR1 homolog proteinのリン酸化がみられ、ブラシノステロイドの情報伝達系の活性化が生じていると思われた。
果実形成過程の形態観察から、ユウガオ花粉によるスイカ単為結実の成立は受粉96時間以降に明確となることが分かった。これまでのRNAseq解析では受粉後72時間までのサンプルを用いていたことから、今年度は受粉後96時間の子房サンプルを採取して同様にRNAseq解析を行った。その結果、受粉後96時間、ユウガオ花粉で肥大している子房はスイカ花粉を受粉した場合と同様の遺伝子発現パターンを示し、一方、ユウガオ花粉で肥大していないものはスイカ花粉を受粉後48時間の遺伝子パターンと同様であった。このことから、単為結実の成立には受粉48時間以降の遺伝子発現パターンの変化が関わることが示唆された。
ウリ科植物において異属花粉の受粉による単為結実は様々な組合せで誘起されることが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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