温帯落葉果樹休眠芽の代謝制御―低温シグナルの機能に関する研究

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25292019
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 菅谷 純子 筑波大学, 生命環境系, 教授 (90302372)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀬古澤 由彦 筑波大学, 生命環境系, 助教 (90361310)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 果樹 / 休眠 / 代謝

Outline of Annual Research Achievements

低温遭遇と芽の発芽、および芽の壊死について、特に温度条件の代謝に対する影響に注目して研究を行った。特に、低温遭遇中の高温条件が休眠芽や休眠枝の糖代謝に及ぼす影響について糖代謝関連酵素活性を含めて検討した。
１．ニホンナシの花芽を自発休眠の打破に不十分な低温に遭遇させる際に、温度条件を変えた際の糖を中心とした代謝産物の解析を行った。その結果、高温と低温に周期的に遭遇させた際には、花芽および枝中のスクロース含量が高くなることが明らかになり、デンプン量や他の糖代謝にも変化が認められ、このことが萌芽に影響することが示された。糖代謝関連酵素であるスクロース合成酵素や、酸性インベルターゼなどの酵素活性を測定したところ、変温条件により、活性に変化が認められ、温度が酵素活性の増加に関わることが示唆された。また、植物ホルモンであるジベレリンおよびアブシシン酸量について定量を行った。
２．周期的な温度の変動について、100CHごとに一定期間高温に遭遇させる処理を行い花芽の萌芽等について調べたところ、変温条件により萌芽時期には違いが認められなかったが、低温遭遇の途中においても芽の壊死が増加していた。それに対して、低温条件が維持される露地で栽培した芽では壊死は見られなかった。このことから、低温遭遇中の高温は、小花の壊死を引き起こし、萌芽の際の小花数の低下につながることが明らかになった。今後は、このような高温条件に遭遇した芽の中の代謝の変化を調べ、休眠関連遺伝子の発現を調べる計画である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

代謝物の分析としてメタボローム解析を行うが、予備実験に時間を要したため本実験の開始が遅れたため、解析が完了していない。

Strategy for Future Research Activity

今後は、主に糖代謝などの基本的な代謝に関与する遺伝子発現、および休眠関連遺伝子の発現について解析を行い、メタボローム解析の結果と合わせて考察する。特に、糖代謝関連酵素、植物ホルモン合成酵素関連については、詳細に検討する。窒素代謝やレドックス関連の遺伝子発現については、メタボローム解析の結果を確認した後に進めることとする。課題としては、1年に1回の実験が多く、繰り返しや実験区を増やすことが難しく、多くの要因が関与した材料になるため、他の年度の研究結果との比較が難しいことが挙げられる。

Causes of Carryover

メタボローム解析などの実験計画が予定より遅れたことや、遺伝子解析の実験が遅れたために使用額が少なくなった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度の研究の中で、多くの分子生物学的実験を行うため、その試薬等消耗品に使用する予定。