2017 Fiscal Year Research-status Report
サトイモ遺伝資源の分子遺伝学的解析・保全整備と耐病性育種素材の探索
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17KT0075
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
本橋 令子 静岡大学, 農学部, 教授 (90332296)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有江 力 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00211706)
新井 映子 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 教授 (90134783)
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| Project Period (FY) |
2017-07-18 – 2020-03-31
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| Keywords | サトイモ / 遺伝資源 / 系統解析 / 耐病性 / 加工方法 / 調理方法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サトイモ (Taro.Colocasia esculenta)は、近年、熱帯アフリカ地域で急速に生産が進み、農資源の重要な農作物の地位にある。その栽培地域は、熱帯から温帯にかけ広く、水田、畑地、山地などの栽培・生態環境に適し、特に環太平洋諸島などでは欠くことのできない作物である。しかしながら、多くの品種の減少が危惧され、多様性に富む品種資源に関する異分野横断型の総合研究は皆無と言えよう。本研究は、次世代に必要な農資源を継承していくために A.遺伝資源の保全（系統維持、茎頂保存、DNA票本）、B. 遺伝資源としての品種特性などの分子遺伝学的解析、C. 耐病性基盤研究、また、高齢化社会の食生活、幼児期の食の安全に欠かせない問題と考え D. 栄養学、調理学的研究など詳細な基盤研究を行うことを目的としている。
A.ゲノム配列が決定されていないサトイモにおいてDNAマーカーの作出法は限られており、多型検出が高い26のSSR(Simple Sequence Repeat)マーカーを用いて、日本の在来品種群を含む東南アジア、アフリカ、オセアニアなどの系統を解析している。
B.タロイモの超低温保存法の１つであるガラス化法を用いて、培養茎頂の超低温保存法の確立を試みた。in vitroで栽培した幼苗の茎頂を用いてガラス化法による超低温保存は成功したが、生存率が低いため、冷却・加温率がよく再生率が非常に高いクライオプレート法を試みている。
C.南九州で壊滅的被害を発生させている土壌病害の原因を明確にするため、病原の単離・同定を行った。鹿児島および宮崎の汚染土壌で栽培したサトイモから病原を分離し、単離した病原により乾腐病が再現された。
D.サトイモの新たな加工方法や調理方法を確立する事を目的に、サトイモの物性測定した結果、サトイモと他のイモ類の物性の違いを概ね把握できた。
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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
A.サトイモ遺伝資源の系統整備：土垂、唐芋、黒軸、セレベス、蓮葉芋など90系統を選び、26のSSRマーカーを用いて、系統解析を行なっている。現在、すべてのサンプルの葉からDNAを抽出し、SSRマーカーのプライマーを用いてPCRを行ない、バンドパターンを確認した。
B.培養茎頂を用いた遺伝資源保存法の確立:シンプルなガラス化法を用いて、サトイモ由来（土垂品種）の茎頂の凍結保存を試みたが、いずれの茎頂も成育しなかった。次に、イモから直接生えた芽から得た茎頂と茎頂培養により無菌で栽培した植物体からの茎頂を用いて、茎頂凍結保存の違いを検証した結果、多数の芽を得る事ができる種イモからの単離茎頂が超低温保存に適していなかった。無菌培養シュートの茎頂を用いて、ガラス化法により生存個体生えられたのは大きな成果であった。しかしながら、無菌培養シュートの茎頂を用いても超低温保存の再生個体の生存率は低く、植物材料の超低温保存に用いられ始めている冷却・加温率がよく再生率が非常に高いクライオプレート法を試みている。
C.遺伝資源を活用した耐病性育種素材の探索：鹿児島県産の乾腐症状を示していたサトイモ塊茎から、選択培地などを用いて、２株の糸状菌を分離した。菌学的性状からFusarium oxysporumと考えられ、イモへの接種実験より、塊茎の乾腐症状が再現され、分離菌が乾腐症状の病原であることが確認された。
D.サトイモ遺伝資源の活用法の確立：サトイモの新たな加工方法や調理方法を確立する事を目的に、サトイモの物性測定した結果、サトイモと他のイモ類（サツマイモ、ジャガイモ、ナガイモ）の物性の違いを概ね把握できた。
上記のようにH29年度の研究計画を概ね達成している。
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| Strategy for Future Research Activity |
A.サトイモ遺伝資源の系統整備： 90系統を選び、26のSSRマーカーを用いて、系統解析を行なっている。90系統が十分に分類出来なかった場合は、新たなSSRマーカーの単離を行なうと共に、他のマーカーの利用も試みる。
B.培養茎頂を用いた遺伝資源保存法の確立:ガラス化法を用いた超低温保存の再生個体の生存率は低く、植物材料の超低温保存に用いられ始めている冷却・加温率がよく再生率が非常に高いクライオプレート法を試みる。超低温保存後、急速融解し、通常の培養条件で培養し、凍結保存後4週間の適切な葉および根を有する小植物に成長するshoot-tipを再生として評価する。また、前培養中の低温順化処理、アルギニン酸Naでの包埋処理後に乾燥処理を行なうなどの生存率を上げるための条件検討を行う。
C.遺伝資源を活用した耐病性育種素材の探索：鹿児島県産の乾腐症状を示していたサトイモ塊茎から、２株の糸状菌を分離し、菌学的性状からFusarium oxysporumと考えられ、イモへの接種実験より、塊茎の乾腐症状が再現された。今後、乾腐症状を抑えるための土壌改良剤や無病のFusariumの添加などを検討する。
D.サトイモ遺伝資源の活用法の確立：サトイモの新たな加工方法や調理方法を確立する事を目的に、サトイモの物性測定した結果、サトイモと他のイモ類の物性の違いを概ね把握でたので、今後は，サトイモの品種間および親子間で比較する。また、サトイモの品種に適した新規高齢者食・介護食の検討するため、 品種の異なるサトイモを乾燥後に粉末化し、パンや米飯、粥などの米加工品に添加する。サトイモ粉末無添加をコントロールとして、テクスチャー測定と官能評価を行い、高齢者食や介護食としての適性を検討する。
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| Causes of Carryover |
科研費の採択が決まった後、サトイモのサンプルを用いて病原の分離など開始したが、秋であったため、サトイモの種イモがなく接種実験が実施出来なかった。接種試験は種イモが出回る春から開始した結果、年度内の経費の使用が少ない経緯となった。しかしながら、平成30年度の４月になって種イモが出回り、栽培、接種試験を開始したため、種イモや土壌の購入に繰り越し経費を用いる。すでに、２０万円程度を使用し、今後、接種試験や防除試験を繰り返すため、植物栽培用具、種イモ、菌類の培養器具、試薬類等で研究費を使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
