Apple skin coloration by the transcriptional regulation of MYB alleles corresponding to environment

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05517
• Research Institution: Shizuoka Professional University of Agriculture
• Principal Investigator: 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 隆徳 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 助教 (20753479) ; 林田 大志 弘前大学, 農学生命科学部, 助教 (90802017)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: リンゴ果皮色 / MYBアレル / 発現制御

Outline of Annual Research Achievements

リンゴ「陸奥」は青い果皮色を有するリンゴであるが、袋掛け処理により果皮色を赤くすることが可能となる。この原因は本来、機能がないとされるMdMYB1のアレル（MdMYB1-2/1-3）が、袋掛け処理により、エピジェネティックな変化（メチル化やヒストン修飾の変化）を受けて、機能がないMdMYB1-2とMdMYB1-3ともに転写可能な状態になるためである。そこで、着色を誘導するに必要な最短の袋掛け処理の期間について、「陸奥」を用いて調査した。慣行栽培では一般に満開後120日間、リンゴに袋掛け処理を行い、収穫1か月前に除袋して太陽光にさらすことで着色（赤く）させている。一方、今回の研究により、100日間の袋掛け処理期間でも慣行栽培と比べても統計的に有意差がなく、十分に着色できることが明らかとなった。それよりも短い袋掛け処理では、慣行栽培と比べて有意に着色が劣った。また、「陸奥」以外の青い果皮色を有するリンゴ4品種を供して、袋掛け処理したところ、「ゴールデンデリシャス」以外の「王林」、「弘大みさき」、「印度」では、袋掛け処理により果皮色を赤くできる可能性が見いだした。また、袋掛け処理により機能がないMdMYB1-2/1-3に脱メチル化など、エピジェネティック制御が生じているかを確かめるための試料の調整を行った。しかし、本来機能が無いとされるMdMYB1のアレル（MdMYB1-2/1-3）が実際に袋掛け処理により転写されるかを証明すべく、ベクターの構築などを試みたが、うまくいかなかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナウイルスの影響で、「陸奥」など青リンゴ品種の小袋の袋掛け時期（R3年6月頃）に、弘前大藤崎農場を訪ねて、袋掛け処理を行う予定であったが、出張を自粛した。そのため、青品種リンゴへの袋掛け処理は4品種に留まった。R3年11月に入り、コロナの状況が改善したため、中間成果検討のため、弘前大学藤崎農場に赴き、採択後初めて対面で打ち合わせを行うことができた。また、R4年2月に千葉大の共同研究者の研究室で、PCRなどの実験を実施する予定であったが、こちらもコロナの影響で出張を中止とした。R4年3月は千葉県、静岡県ともに、まん延防止等重点措置下であったが、これ以上実験が遅れると、代表者の授業などの関係から今後の出張は一層難しくなるため、細心の注意を払って、千葉大に出張し、RNA抽出と材料の調整を実施した。しかし、全体的に、年度前半のコロナウイルスのまん延防止等重点措置や緊急事態宣言の影響で、共同研究者とのタイムリーな打ち合わせや処理、実験ができなかったため、予定よりは若干の遅れがある。

Strategy for Future Research Activity

「陸奥」については、弘前大学藤崎農場において、さらに袋掛け処理期間の精査を行う。青品種リンゴの袋掛け処理による着色の誘導に関しては、弘前大学藤崎農場において、品種数を増やして繰り返す予定である。また、弘前農場とは異なる土壌環境条件に栽植されている弘前大学藤崎農場植栽と共通する青品種リンゴに対しても、袋掛け処理を行い、結果に及ぼす環境要因の影響について調査する。同じく青品種リンゴの中でも袋掛け処理による着色誘導能には品種間差の存在が示唆されたため、その要因についても研究する予定である。千葉大学では、R4年度中に機能のないMYBアレルが、袋掛け処理で転写されていること、その転写誘導にはメチル化が関与していることを明らかにしたい。なお、コロナウイルスの感染状況に依存するが、弘前大、千葉大での処理や実験の実施を計画している。

Causes of Carryover

R3年度はコロナウイルスの全国的な感染拡大で、静岡県等に非常事態宣言が発令された。そのため、当初予定していた研究を実施することができず次年度使用額が増えた。R4年度は、弘前大学、千葉大学に赴いて、タイムリーな打ち合わせやサンプルへの処理、実験を予定している。