カキ果実のプロアントシアニジンとそのポリマーの生成蓄積機構解明のための新技術開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26660026
• Research Institution: Ryukoku University
• Principal Investigator: 米森 敬三 龍谷大学, 農学部, 教授 (10111949)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 園芸学 / 果樹 / 渋味 / タンニン細胞

Outline of Annual Research Achievements

カキは、果実内の異型細胞であるタンニン細胞の液胞にプロアントシアニジンのポリマー（縮合型タンニン）を多量に蓄積するために強い渋味を呈する。しかしながら、カキ果実内でのプロアントシアニジンの生成部位やタンニン細胞そのものの分化・発達過程に関する基本的な知見はこれまでにほとんど得られていない。本研究の目的は、このカキ果実の縮合型タンニンの生成・蓄積機構を組織学的に解明することである。
この目的のため、採択初年度の平成26年度には、近年いくつかのモデル植物で、縮合型タンニンの局在性解析に有効であると報告されていた蛍光色素Oregon Green 488-conjugated gelatinを用いて、カキ果実の縮合型タンニンの生成・蓄積機構を組織化学的に解明することを試みたが、組織化学的解析が困難であることを示唆するいくつかの結果が得られ、また、採択2年目（平成27年度）にも再度この手法を試みたが、やはり進展は認められず、当初の実験計画を大幅に見直す必要性が生じた。そこで、本年度（平成28年度）は、開花前の果実（子房）でタンニンが形成されていく過程を組織学的に調査するとともに、果実以外の部位（果梗やヘタ片など）でのタンニン細胞の形成とその分布を明らかにすることで、果実でのタンニン細胞形成過程の基礎的知見を得ることを試みた。しかしながら、試料採取の問題と時間的な制約により、十分な実験が実施できず、本来なら本年度が最終年度であった研究期間を1年延長し、開花前の果実やその他の部位でのタンニン細胞の形成過程を明らかにする実験を再度企画することとなった。 ただ、本年度、カキのタンニン生合成に関与する転写因子をトランスクリプトーム解析から見出しているので、この転写因子の発現とタンニン細胞の発生・発達との関係を明らかにすることで、タンニン細胞発生の基礎的データを得ることが期待できる。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

前述の通り、プロシアニジンの組織・細胞内局在性調査のためにもっとも期待していた蛍光色素Oregon Green 488-conjugated gelatinでの組織化学的解析が困難であることが明らかになったことから、当初の実験計画を大きく見直す必要が生じ、本研究の達成度が大幅に遅れた。また、これに加え、平成27年4月より研究代表者が新たに開設された龍谷大学農学部に移動し、農場長として全学科400名の学生が必修の1回生および2回生の農場実習を軌道に乗せることが喫緊の課題となり、研究の時間が非常に制限された。さらに、新たな大学でサンプルを採取することの困難さや蛍光顕微鏡などの実験機器の使用方法の不慣れさに起因したいくつかの問題が生じたことも、研究の遅れが生じた一因となっている。これらのことが総合的に作用し、試料採取や試料観察が大幅に遅れた。

Strategy for Future Research Activity

カキ果実（子房）でのタンニン細胞の分化は開花2週間前ごろから認められるので、カキの花をつぼみの段階から採取し、どのような過程で、また、どのような子房内の部位からタンニン細胞が分化するかを詳細に調査する。また、果実（子房）以外の果梗やガクなどの部位でタンニン細胞が分布しているかどうかを明らかにし、果実でのタンニン細胞の分化過程と比較することで、果実でのタンニン細胞の発生・発達過程を明確にし、果実でのタンニン細胞の発生と発達の基礎的知見を得る。さらに、昨年度トランスクリプトーム解析から明らかになった、プロアントシアニジン生合成に中心的な働きをしていると考えられる転写因子の経時的発現を調査し、タンニン細胞の発生・発達過程との関係を明らかにする。

Causes of Carryover

研究当初は、蛍光色素Oregon Green 488-conjugated gelatinによるカキ果実での縮合型タンニンの局在性解析を計画しており、頻繁に蛍光顕微鏡を使用する必要が考えられたため、共通機器ではなく、研究代表者の実験室の顕微鏡に蛍光装置を購入することを考え、そのための経費としての使用を考えていた。しかしながら、この蛍光色素を用いる実験系の構築が困難であることが予想されたため、蛍光装置の購入を見合わせた。さらに、前述のように、さまざまな事情でこれまで予定していた実験を十分に遂行することができず、また、経時的なサンプル採取も出来なかったため、試料作製のための試薬等の経費を使用しなかった。これらのことから、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

本来なら本年度（平成28年度）が本研究課題の最終年度であったが、さまざまの事情から実験が大幅に遅れたため、研究期間の1年の延長を申請し、それが認められた。次年度は、龍谷大学での勤務が3年目となり、十分に研究に専念出来る時間ができると考えられ、前述のように、本研究課題そのものの計画を再構築する予定である。このため、未使用額は、あらたな実験のための試薬・消耗品等の経費として使用する予定である。また、必要な備品が生じた場合は、その購入費用としても充当する予定である。