2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K15629
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
堀部 貴紀 中部大学, 応用生物学部, 講師 (30757943)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | サボテン / 遺伝子組換え / 重金属耐性 / 水耕栽培 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、(1)遺伝子組換え技術の確立、(2)重金属（カドミウム）耐性機構の解析、(3)生産性を高める栽培法の検討、などに取り組んだ。
(1)に関しては、高発現プロモーター(CaMV 35S)の下流にIntron-GUS遺伝子を接続したバイナリーベクターを持つアグロバクテリウムを使用し、カルスからの再分化を必要としないサボテンの形質転換に成功した（アグロインフィルトレーション法）。しかしながら形質転換効率が低いため、条件検討など改良を進めている。(2)に関しては、カドミウム（Cd）を含む水耕液培地にてサボテンを栽培し、サボテンのカドミウム蓄積能力を評価した。その結果、サボテンの根・茎節（地上部）において蓄積濃度はハイパーアキュムレーターの基準（100 mg/kgDW）を上回り、サボテンが著しいCd耐性と蓄積能力を有することが明らかとなった。さらに茎節において蓄積部位を調べると、Cdは特に維管束外側の表皮組織近傍に高濃度に蓄積している事が分かった。(3)に関しては、水耕栽培の一種であるれき耕栽培（小石等での栽培）や、土壌の種類（水田土壌および砂質土壌）が食用サボテンの生育に与える影響を調査した。その結果、れき耕栽培では湛液型水耕に比べて収量が増加した。れき耕栽培では肥料成分濃度の詳細な調節が可能であり、湛液型水耕に比べて省力的であるため、食用サボテンの新たな栽培技術として期待できる。次に土壌の種類が生育に与える影響を調査したところ、一般的にサボテン科の植物は排水性の高い土壌が栽培に適すると言われるが、本試験では予想とは砂質土壌よりも水田土壌で収量が増加した。以上の結果から、本研究で使用したサボテンは高い耐湿性を有している事が明らかとなり、また国内休耕田での栽培の可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルスの感染拡大により教員・学生の大学への入構制限等が行われ、当初予定していた計画の一部が実施困難になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度積み残した実験について次年度の前半に取り組むよう研究を計画している。
本年度までの実験により、ゲノム解析、代謝産物解析、重金属耐性解析などを実施し、これまで明らかにされていなかったサボテンの環境ストレス耐性の一端を明らかにすることができた。しかしながら、研究目標の１つである「サボテンの遺伝子組換え技術の確立」については、形質転換効率が非常に低く、実用段階に達したとは言えない。来年度はサボテンの再分化条件やアグロバクテリウムの感染条件など、形質転換効率向上に必要な実験を実施する。また「生産効率を高める栽培方法の開発」として、れき耕栽培による機能性向上や、休耕田での栽培を目指した実験を行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの影響により大学への教員・学生の入構が制限され、実験を実施する時間そのものが減り当初の予定通りに研究計画を実施することが困難となったため、消耗品費や委託解析費用が当初の予定より減少した。また参加を予定していた学会や研究打ち合わせが中止となり、旅費を繰り越すことになった。
本年度積み残した実験について次年度の前半に取り組むよう研究を計画している。
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