Physiological effects in the flowering of tomato and application of technology to regulate flowering

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K05630
• Research Institution: Kanagawa University
• Principal Investigator: 中川 理絵 (菊地理絵) 神奈川大学, 工学部, 准教授 (70620227)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 専太郎 神奈川大学, 工学部, 教授 (00201989) ; 嶋田 幸久 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 教授 (30300875)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: オーキシン

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではIAA生合成阻害剤を用いて、（１）トマトのIAA生合成経路の一端を明らかにすること、（２）トマトの花成経路の一端を明らかにすること、そして、（３）トマトにおける最適な阻害剤の探索を行うという3つの目的を挙げていた。（１）と（２）については2019年度までに達成し、2020年度以降は（３）の目的達成に向けて研究を行った。これまでに開発・合成した阻害剤の候補化合物について、トマトの葉の形態および根の形態を指標にスクリーニングを行った。
トマトはシロイヌナズナに比べて大型のため、使用する化合物量も増える。まずすでに開発済みの阻害剤候補化合物について大量合成を試みた。その結果33種類の化合物について大量合成に成功した。そのうちの13種類の化合物について、トマト地上部（葉）への効果を調査した。腋芽から生じる1枚目の本様が単葉になる個体数を計測することによって、化合物の効果を評価することにした。その結果、13種類すべての化合物処理個体において単葉は観察されなかった。これら13種類の化合物は、シロイヌナズナでは主根伸長阻害や側根形成阻害を引き起こし、オーキシン生合成阻害剤として機能する可能性が示されている。トマトの地上部に効果が現れなかったのは、オーキシン生合成にシロイヌナズナとは異なる酵素を利用している可能性も考えられるが、化合物が地上部へ輸送されにくい構造だということも考えられた。
そこで化合物を添加した寒天培地でトマトを4日間栽培することで、根への影響を調査することとした。33種類の化合物について調査した結果、100μMまで処理濃度を高くしても主根伸長阻害が見られなかった化合物が6つあった。これらはシロイヌナズナとは効果が異なるため興味深く、今後より詳細な解析をしていく予定である。その他の化合物はトマトでも阻害剤として利用することが可能であることが判明した。