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2023 Fiscal Year Research-status Report

カンキツ果実における「粒化症」障害発生機構の解明と軽減技術の開発

Research Project

Project/Area Number 23K05207
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

張 嵐翠  静岡大学, 農学部, 特任助教 (20767371)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Keywords粒化症 / カンキツ / はるみ / 二次代謝産物
Outline of Annual Research Achievements

令和5年度は、粒化症の発生メカニズムを解明するため、果実サイズが異なるカンキツ‘はるみ’果実を用いて、果実サイズが粒化症の発生およびカロテノイド代謝に及ぼす影響を調査した。その結果、果肉の断面の外観変化から、果実サイズが大きいほど粒化症の発生度合いが高かった。総カロテノイド含量は貯蔵期間中、果実サイズが大きいほど低い値を示した。特にβ-クリプトキサンチンが総カロテノイドの47%以上を占めており、貯蔵期間を通して、Lサイズの果実のβ-クリプトキサンチン含量はSサイズの果実と比較して顕著に低い値を示した。また、リアルタイムPCRによる遺伝子発現解析から、Lサイズの果実においてカロテノイド生合成遺伝子(CitPSY、CitPDS、CitZDS、CitLCYb2および CitHYb)の発現レベルはSサイズの果実と比較して低い傾向を示した。一方、カロテノイドの代謝分解に関わるCitNCED2およびCitNCED3の発現レベルはL果実において、Sサイズの果実と比較して顕著に高いレベルを示した。また、貯蔵期間中、Lサイズの果実のABA含量はSサイズの果実より高かった。
果肉におけるリグニン含量は、貯蔵に伴い増大し、果実サイズが大きいほど高い値を示した。Sサイズの果実では、スクロース、フルクトースおよびグルコースの含量は貯蔵に伴い増大した。Lサイズの果実では、スクロースの含量は貯蔵に伴い増大したが、フルクトースおよびグルコースの含量は収穫後1か月目から急速に減少した。貯蔵期間中、Sサイズの果実の3種類の糖の含量はLサイズの果実よりはるかに高かった。
以上の結果より、果実サイズが大きく粒化症の発生程度の高いLサイズの果実では、カロテノイド生合成および代謝遺伝子の発現変動が粒化症特有の果肉の退色に関わることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和5年度は、粒化症の発生メカニズムを解明するため、果実サイズが異なるカンキツ‘はるみ’果実を用いて、果実サイズが粒化症の発生およびカロテノイド代謝に及ぼす影響を調査した。12月に収穫した‘はるみ’果実をS(5.0~6.5 cm)、M(6.5~8.5 cm)、L(8.5~10 cm)に分け、10℃の暗所下で5か月間貯蔵した。1か月ごとに粒化症の発生度合いを視覚的に評価し、カロテノイド、リグニン、糖、有機酸、植物ホルモンABAの含量をHPLCなどにより定量した。また、カロテノイド生合成および代謝に関わる遺伝子の発現レベルの変動をリアルタイムPCRにより解析した。これらの解析から、果実サイズが大きく粒化症の発生程度の高いLサイズの果実では、カロテノイド生合成および代謝遺伝子の発現変動が粒化症特有の果肉の退色に関わることが明らかとなった。
以上より、今年度の研究は「おおむね順調に進展している」と考える。

Strategy for Future Research Activity

令和6年度から以下のような研究を計画的に遂行する。収穫した‘はるみ’果実にPE包装、CaCl2溶液、植物ホルモンジベレリンを処理し、粒化症の発生を視覚的に確認し、カロテノイド含量・組成および粒化症の原因となるリグニンの含量をHPLCなどを用いて測定する。マイクロアレイ解析より、リグニンの生合成に関わる遺伝子を単離する。また、カロテノイドおよびリグニンの蓄積に関わる遺伝子の発現解析をリアルタイムPCRにより行う。さらに、カンキツの培養砂じょうに植物ホルモンアブシシン酸および水ストレス(マンニトール)処理を行い、これらの処理が粒化症の発生、カロテノイドおよび粒化症の原因となるリグニンの蓄積に及ぼす影響を調査する。

  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Characterization of granulation in citrus “Harumi” fruit during postharvest storage2024

    • Author(s)
      Deng Zhiwei、Ma Gang、Zhang Lancui、Kurata Daiki、Ikeya Masato、Keawmanee Nichapat、Nonaka Keisuke、Takishita Fumitaka、Kato Masaya
    • Journal Title

      Postharvest Biology and Technology

      Volume: 210 Pages: 112770~112770

    • DOI

      10.1016/j.postharvbio.2024.112770

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Postharvest Treatment with 1-Naphthaleneacetic Acid on Chlorophyll and Carotenoid Metabolism in Citrus Fruit2023

    • Author(s)
      Ma Gang、Zhang Lancui、Murakami Kan、Yahata Masaki、Kato Masaya
    • Journal Title

      The Horticulture Journal

      Volume: 92 Pages: 393~401

    • DOI

      10.2503/hortj.QH-082

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regulation of Chlorophyll and Carotenoid Metabolism in Citrus Fruit During Maturation and Regreening2023

    • Author(s)
      Keawmanee Nichapat、Ma Gang、Zhang Lancui、Kato Masaya
    • Journal Title

      Reviews in Agricultural Science

      Volume: 11 Pages: 203~216

    • DOI

      10.7831/ras.11.0_203

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effects of polyethylene wrapping on carotenoid accumulation in granulated ‘Harumi’ fruit during storage2024

    • Author(s)
      鄧志偉、馬剛、張嵐翠、倉田大輝、野中圭介、瀧下文孝、加藤雅也
    • Organizer
      園芸学会令和6年度春季大会
  • [Presentation] カンキツ果実の9-cis-ビオラキサンチンエステルの蓄積におけるカロテノイド酸化開裂酵素の役割2024

    • Author(s)
      加藤美香、馬剛、張嵐翠、八幡昌紀、加藤雅也
    • Organizer
      園芸学会令和6年度春季大会
  • [Presentation] 貯蔵中のウンシュウミカン果実におけるカロテノイドおよびクロロフィル代謝に及ぼすジャスモン酸メチルおよびサリチル酸の樹上散布処理の影響2024

    • Author(s)
      池谷将斗、馬剛、張嵐翠、八幡昌紀、加藤雅也
    • Organizer
      園芸学会令和6年度春季大会
  • [Presentation] Changes in carotenoid accumulation and the expression of carotenoid metabolic genes during the granulation process in different sizes of ‘Harumi’ fruit2023

    • Author(s)
      Zhiwei Deng、Gang Ma、Lancui Zhang、Daiki Kurata、Keisuke Nonaka、Fumitaka Takishita、Masaya Kato
    • Organizer
      The 4th Asian Horticultural Congress (AHC2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of methyl jasmonate on the coloration of Satsuma mandarin fruit2023

    • Author(s)
      Masato Ikeya、Gang Ma、Lancui Zhang、Masaki Yahata、Masaya Kato
    • Organizer
      The 4th Asian Horticultural Congress (AHC2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Accumulation of 9-cis-Violaxanthin esters and expression of xanthophyll esterase genes in Valencia orange during the regreening process2023

    • Author(s)
      Mika Kato、Gang Ma、Lancui Zhang、Masaki Yahata、Masaya Kato
    • Organizer
      The 4th Asian Horticultural Congress (AHC2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Book] カロテノイドの科学(第17章カンキツ果実におけるβ-クリプトキサンチンの生合成機構およびヒトへの 機能性 分担)2024

    • Author(s)
      加藤 雅也、馬 剛、張 嵐翠
    • Total Pages
      275
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1798-4

URL: 

Published: 2024-12-25  

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