Elucidation of mechanism of ''re-greening'' phenomenon in citrus fruit
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20H02976
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39030:Horticultural science-related
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
加藤 雅也 静岡大学, 農学部, 教授 (10432197)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 嵐翠 静岡大学, 農学部, 特任助教 (20767371)
馬 剛 静岡大学, 農学部, 助教 (20767412)
本橋 令子 静岡大学, 農学部, 教授 (90332296)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 回青 / カロテノイド / クロロフィル / カンキツ / フラベド |
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| Outline of Research at the Start |
「回青（かいせい）」とはカンキツ特有の現象であり、樹上で一旦成熟した橙色の果実が緑色の果実へと戻る現象である。本研究課題では、「回青」の認められるカンキツ果実における二次代謝産物および果実品質に関わる糖、有機酸、栄養成分の代謝変動を調査し、「回青」現象の発生や果実成熟を調節する遺伝子を同定する。以上のような研究を行うことにより、カンキツ果実における「回青」現象の発生メカニズムを解明し、カンキツ果実の成熟を制御する栽培および収穫後の技術の開発に繋げる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和２年度は、樹上のバレンシアオレンジの果実と培養したフラベドを用いて次の調査を行った。
樹上のバレンシアオレンジの果実について４月から６月まで１か月ごとに果実を、上部と下部に分けてサンプリングした。果皮の色相角度は４月から６月にかけて上昇した。クロロフィル含量を測定したところ、４月から６月にかけて含量は増大した。果実上部の方が下部よりも色相角度が高く、クロロフィル含量も高く推移した。一方、カロテノイド含量は、４月から６月にかけて急速に減少し、果実上部の方が下部よりも含量は低かった。したがって、回青現象は、4月から６月にかけて認められ、果実上部から下部に向かって引き起こされることが明らかとなった。
緑色の果実と橙色の果実の果皮について、電子顕微鏡でクロロプラストを観察した。緑色の果実ではチラコイド膜がはっきりと認められたが、橙色の果実では認められなかった。次年度以降、回青した果実における色素体を観察する予定である。
バレンシアオレンジのフラベドを、MS培地に植え付け、青色LED光照射を行った照射区および暗黒下の対照区で培養した。培養に伴い青色光照射区では、フラベドが黄色から緑色に変化した。一方、対照区では色の変化が見られず、橙色を呈したままだった。培養２週および４週において総カロテノイド含量は、対照区と照射区で大きな差は認められなかった。しかし、照射区では、対照区と比較して緑色果実に多く存在するLutein等の含量が高く、橙色の果実に多く存在する9-cis-Violaxanthinの含量は低かった。クロロフィル含量は、培養２週および４週において照射区で増大が認められた。したがって、培養したバレンシアオレンジのフラベドでは成熟の進行とは逆行する回青現象が認められ、青色光照射はカロテノイドおよびクロロフィル代謝を調節する一因であると考えられた。
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| 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２年度は、下記の項目について研究を計画した。
（１）「回青」発生過程におけるカンキツ果実の二次代謝産物および栄養成分の代謝変動の調査
（２）「回青」発生過程のフラベド組織における電子顕微鏡を用いたクロモプラスト（有色体）からクロロプラスト（葉緑体）への形態変化の観察
（３）培養したフラベド組織を用いた様々な波長（色）の光、植物ホルモン、水ストレス、温度等の要因が「回青」に及ぼす影響の調査
（１）の「回青」発生過程におけるカンキツ果実の二次代謝産物および栄養成分の代謝に関する研究では、樹上の「回青」が認められるバレンシアオレンジの果実におけるカロテノイド、クロロフィル含量変動を調査した。（２）の電子顕微鏡を用いたクロモプラスト（有色体）からクロロプラスト（葉緑体）への形態変化の観察では、樹上で「回青」が発生した果実のフラベド組織についてクロロプラストが認められるか調査する。今年度は、第一段階として、電子顕微鏡を用いて緑色と橙色の果実のフラベド組織においてクロロプラストおよびクロモプラストが確認できるかどうか調査を行った。（３）の培養したフラベドを用いた研究では、フラベドにLEDを用いた青色光照射を行うことにより、回青現象が認められるか調査を行った。回青現象が認められたフラベドについて、カロテノイド含量・組成およびクロロフィル含量を測定した。以上のように、概ね計画通りに研究が進んでおり、進捗状況は順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度は、下記のように、樹上の「回青」果実と培養したフラベドを用いて次の調査を行う。
（１）「回青」発生過程におけるカンキツ果実の二次代謝産物および栄養成分の代謝変動の調査
（２）「回青」発生過程のフラベド組織における電子顕微鏡を用いたクロモプラスト（有色体）からクロロプラスト（葉緑体）への形態変化の観察
（３）培養したフラベド組織を用いた様々な波長（色）の光、植物ホルモン、水ストレス、温度等の要因が「回青」に及ぼす影響の調査
（１）の「回青」発生過程におけるカンキツ果実の二次代謝産物および栄養成分の代謝に関する研究では、樹上の「回青」が認められる果実の果皮からRNAを抽出し、カロテノイドおよびクロロフィル代謝に関わる遺伝子の発現解析を行う。（１）については、加藤雅也（研究代表者）および馬剛助教が担当する。（２）の電子顕微鏡を用いたクロモプラスト（有色体）からクロロプラスト（葉緑体）への形態変化の観察では、樹上で「回青」が発生した果実のフラベド組織についてクロロプラストが認められるか調査する。（２）については、本橋令子教授が担当する。（３）の培養したフラベドを用いた研究では、ジベレリンやアブシジン酸などの植物ホルモン処理やLEDを用いた光照射を行ったフラベドからRNAを抽出し、カロテノイドおよびクロロフィル代謝に関わる遺伝子の発現解析を行う。（３）については、加藤雅也（研究代表者）および張嵐翠特任助教が担当する。令和３年度は、以上のような研究を計画的に推進する。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
