2019 Fiscal Year Research-status Report
ウンシュウミカンの浮き皮発生程度の品種間差異に関する遺伝的要因の解析
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18K05622
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
羽生 剛 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (60335304)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 浮き皮 / ウンシュウミカン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
浮き皮は果肉と果皮の間に空隙ができる生理障害であり，発生すると果実品質，貯蔵性が低下する．愛媛県では，‘南柑20号’で浮き皮が発生することが問題になっている．浮き皮は秋季の高温多湿により発生が助長されるため，近年の温暖化により発生が増加しており，早急な対策が求められている．そこで本研究では，DNAマーカーを利用した浮き皮の発生しにくい新しい品種の育成を目的とし，浮き皮発生に関与する遺伝子の同定を試みている．
昨年度，‘南柑20号’と浮き皮がほとんど発生しない‘石地’の9月の果皮で発現している遺伝子を網羅的に解析した結果，いくつかの遺伝子が品種間で異なっており，その中には植物ホルモンであるジャスモン酸や光合成に関係している遺伝子が含まれていた．特にジャスモン酸シグナル伝達系のJAZが大きく異なっており，ジャスモン酸関連遺伝子が浮き皮に関係している可能性が示唆された．そこで今年度は，ジャスモン酸生合成系遺伝子のリアルタイムPCRによる発現解析と浮き皮軽減に用いられているジベレリン（GA）とプロヒドロジャスモン（PDJ）の処理により変化する遺伝子の網羅的解析を行った．その結果，ジャスモン酸生合成系遺伝子のOPR3とAOSは品種間で発現に差異がみられた．しかし，これらの遺伝子はGA処理では発現が増加し，品種間差と同じ傾向を示したものの，GA+PDJ処理では発現が低下しており，ジャスモン酸の生合成は浮き皮と関係していない可能性が示唆された．JAZはGA処理やGA＋PDJ処理で品種間と同じ傾向を示したが，有意差はみられなかった．そこで，処理間の遺伝子発現の違いを網羅的に解析し，品種間差を同じ変動を示す遺伝子を抽出した結果，光合成に関する遺伝子の多くが浮き皮が発生していない方で低下しており，光合成の低下が浮き皮発生と関連している可能性が示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画であるキメラ性については十分な成果が出ているとは言えないが，浮き皮の発生程度の品種間差異や発生メカニズムについては，これまで報告されていない新たな知見が得られており，浮き皮の原因遺伝子の同定という目的に対しては，着実に進んでいるため，やや遅れていると判断した．今後は，当初の目的であるキメラ性の調査を進めるとともに今回得られた知見からの原因遺伝子の同定へのアプローチも同時に行い，最終目的を達成できるよう目指す．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の結果から，浮き皮がほとんど発生しないウンシュウミカンの‘石地’や浮き皮軽減処理に用いられているGA＋PDJ処理を施した果皮では，‘南柑20号’や対照区と比較して光合成関連遺伝子の発現が低下することが明らかとなったことから，光合成の低下に関連した果皮の成長から成熟への生育ステージの移行が浮き皮の発生に関係していると考えられた．このことから，人為的に果皮の光合成活性を低下させ，果皮を成長段階から成熟段階へ移行させることで，果皮の成長を抑え，浮き皮の発生を軽減できる可能性が示唆された．そこで来年度は，当初の計画にはなかったが，遮光処理などにより果皮の光合成を人為的に抑制する処理を行い，浮き皮発生程度や遺伝子発現を調査することで，光合成と浮き皮との関係を明らかにするとともに新たな浮き皮軽減技術についても検討する予定である．
また，ジャスモン酸シグナル伝達系の遺伝子であるJAZは発現の上昇と光合成の低下に関係があることが報告されており，上記の結果とも一致するため浮き皮に関係している可能性がある．今年度の結果では果実間の発現量の違いが非常に大きく，処理内の差が大きかったため，有意差が得られなかったため，発現の変動に傾向は見られたものの，結果としては明確なものではなかった．そこで来年度は，同一果実の表面の半分だけに処理し，処理した部分としていない部分からサンプルを採取し，発現の比較を行うことで，処理により遺伝子変動を調査する予定である．
果皮と果肉のDNAのリシークエンスによるキメラ性の調査についてもクオリティの高いDNAを抽出できるように引き続き実験方法を検討を行う予定である．
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| Causes of Carryover |
果皮と果肉のゲノムのリシークエンスに必要な高クオリティのDNAをまだ抽出できていないため，リシークエンス用の予算を次年度に繰り越したため．
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