温帯落葉果樹休眠芽における情報伝達機構の解明－ROSの機能とその制御－

• Project/Area Number: 18H02193
• 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: 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): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000); Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 果樹 / 花芽 / 酸化還元 / 休眠 / 芽 / 過酸化物 / ROS / 植物ホルモン / ニホンナシ / 落葉果樹 / 自発休眠

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、ニホンナシの休眠芽の休眠に対する温度条件の影響について、切り枝を用いた以下の調査を行った。
筑波大学のつくば機能植物イノベーションセンター（T-PIRC）農場の圃場に地植えされているニホンナシ「豊水」の成木3本より、低温蓄積前に花芽が着生した新梢（発育枝）をサンプリングした。その後、低温、変温（低温150時間＋室温150時間）、高温（室温）条件下に置き、一定期間置きに一部の枝の萌芽率を確認した。その際、一部の枝の花芽および枝については、サンプリングを行い、鱗片とそれ以外の部位に分けて、-80℃にて保存し、過酸化水素含量の測定および、植物ホルモン含量の測定、遺伝子発現解析に用いた。低温に遭遇した花芽については、鱗片におけるアントシアニン合成が認められたが、高温一定温度条件では認められなかった。
休眠中の花芽に含まれる植物ホルモン含量の変化について調べるため、メタノールにより成分を抽出した後、Sep-Pakにて精製し、Ultra Performance LC（UPLC）-MS/MSにて定量を行った。その結果、ジベレリンはほとんど検出されなかったが、ABA量については、低温処理においてABAの増加が認められるなど変動が認められた。
花芽における遺伝子発現解析を行うため、全RNAの抽出を行い、ABA生合成酵素遺伝子であるNCED遺伝子の発現を解析した結果、休眠期に増加していた。これらのことから、ABAの増加に生合成遺伝子の発現が関連すると考えられた。また、抗酸化活性に関連する酵素活性および過酸化水素含量を測定するため方法について検討した。
今年度の分析では、過酸化水素含量測定法および植物ホルモンの検出感度に課題があるため、次年度に微量分析の感度を上げられるよう予備的実験を行うこととする。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルスの感染拡大防止のため、実験の自粛が一部あったため一部の実験については延期された。

Strategy for Future Research Activity

今後は、サンプリングを行った花芽、および枝の中に含まれる植物ホルモン量、糖分析、ROS関連遺伝子発現を解析する。
特に、花芽の鱗片とそれ以外に分けて分析を行うとともに、枝における遺伝子発現解析を行う。特に、枝については、植物ホルモン関連遺伝子と糖代謝関連遺伝子の発現の変化に注目した分析を行う。