2023 Fiscal Year Final Research Report

Clarification of crosstalk between ABA signal transduction and optical response on anthocyanin and sugar accumulation in grape berries

Research Project

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Project/Area Number	21H02182
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 39030:Horticultural science-related
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	KONDO Satoru 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 特任研究員 (70264918)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	池浦博美島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (10440158) 齋藤隆徳千葉大学, 大学院園芸学研究院, 助教 (20753479) 森口卓哉静岡県立農林環境専門職大学, 生産環境経営学部, 教授 (80343945)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	植物ホルモン / アブシシン酸 / 光受容体 / ABA代謝 / ABAシグナル伝達 / ブドウ
Outline of Final Research Achievements	We investigated the effects of ABA metabolism, ABA signal transduction, and light wavelength on sugar synthesis in grapes. Endogenous ABA concentrations were highest in the red LED irradiation area, while anthocyanin and sugar concentrations were highest in the blue LED irradiation area. When 13C stable isotope was incorporated into the leaves and the translocation of 13C to the cluster was measured, there was a significant increase in the blue irradiated plots compared to the untreated plots. Blue LED irradiation also stimulated the SNRK2.6, ABF2, and PP2C9 genes involved in ABA signal transduction, as well as the photoreceptor phototropin and cryptochrome gene expression. These results suggest that blue light may stimulate ABA signals through photoreceptors.
Free Research Field	果樹生理学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	ブドウなど果実の発育にとって光は必須要素であるが、波長が果実の糖合成に及ぼす影響については必ずしも明らかでなかった。本研究ではブドウの成熟に関連する植物ホルモンであるアブシシン酸と光受容体の関係を検討し、これらが葉から果房への糖転流に関連することを示唆した。ブドウ果実の品質向上のために補光処理が行われているが、青色光照射が有効であり、これは青色光が光受容体であるファトトロピンおよびクリプトクローム発現を刺激し、その結果アブシシン酸シグナル伝達遺伝子発現が刺激され、糖転流に関するスクローストランスポーターなど遺伝子発現が刺激されたことが示唆され、糖増加の機構の一端が解明されたと考えられる。