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多元的解析手法による園芸植物のCa欠乏症発生要因の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K15830
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分39030:園芸科学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

黒沼 尊紀  千葉大学, 環境健康フィールド科学センター, 助教 (10808596)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード共分散構造分析 / チップバーン / Ca欠乏症 / トルコギキョウ / 成長解析 / 培養液組成 / Mg / トランスクリプトーム解析 / Caトランスポーター遺伝子
研究開始時の研究の概要

園芸植物のCa欠乏症は、「Ca吸収能」、「Caの移動性」、「成長速度」など、いくつかの要素が複合的に関与することで発生するが、これらの要素を数値化し、多元的に解析した事例はみられない。そのため、Ca欠乏症の発生要因と具体的な解決策は不明瞭のままである。そこで本研究は、経営学や心理学分野で利用されている「共分散構造分析」を用いて、トルコギキョウのCa欠乏症と植物の生理的・形態的特徴との関連性を多元的に解析する。これより、各要素のCa欠乏症への影響度を網羅的に解析し、Ca欠乏症の発生要因を明らかにする。

研究成果の概要

本研究は、経営学や心理学分野で利用されている「共分散構造分析」を用いて、トルコギキョウのチップバーンの発生要因を多元的に解析した。この結果、チップバーン発生品種は、根にCaを過剰に蓄積するため新葉への「Ca移動能」が低いことが明らかとなった。加えて、チップバ―ン発生の品種間差と「Ca吸収能」、「成長速度」との関連性は低いことが示された。
また、根への過剰なCa蓄積の原因遺伝子を探索するため、トランスクリプトーム解析を行った結果、CAX5などの候補遺伝子が抽出された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

園芸生産において、生理障害の発生や収量は、いくつもの要因が複合的に関与することで決定される。本研究は、園芸生産分野において「共分散構造分析」を初めて応用した事例であり、その有効性と利用可能性が示された。これより、本手法は、園芸生産の様々な現象を解析する上で重要なツールの一つになり得ると考えられる。
加えて、これまでチップバーン発生の要因として、根へのCaの過剰蓄積という「Caの局在性」が報告された事例はみられず、園芸植物のCa欠乏症の発生要因について、新たな知見を提示することが出来た。今後は、この原因をゲノムレベルで解明することで、より詳細な現象の理解と育種開発等への応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effects of Magnesium Application on Tipburn Incidence and Calcium Acquisition in Lisianthus (Eustoma grandiflorum) Cultivars2022

    • 著者名/発表者名
      Kuronuma Takanori、Ishikawa Kanami、Watanabe Hitoshi
    • 雑誌名

      Horticulturae

      巻: 8 号: 2 ページ: 132-132

    • DOI

      10.3390/horticulturae8020132

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of the Causative Genes of Calcium Deficiency Disorders in Horticulture Crops: A Systematic Review2021

    • 著者名/発表者名
      Kuronuma Takanori、Watanabe Hitoshi
    • 雑誌名

      Agriculture

      巻: 11 号: 10 ページ: 906-906

    • DOI

      10.3390/agriculture11100906

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Search for Candidate Genes Causing the Excessive Ca Accumulation in Roots of Tipburn-Damaged Lisianthus (Eustoma grandiflorum) Cultivars2021

    • 著者名/発表者名
      Kuronuma Takanori、Watanabe Hitoshi
    • 雑誌名

      Agriculture

      巻: 11 号: 3 ページ: 254-254

    • DOI

      10.3390/agriculture11030254

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Excessive Calcium Accumulation in the Roots Is a Key Factor in Tipburn Incidence under High Ca Supply in Lisianthus (Eustoma grandiflorum) Cultivars2020

    • 著者名/発表者名
      Kuronuma Takanori、Saotome Masanori、Ando Masaya、Watanabe Hitoshi
    • 雑誌名

      Agronomy

      巻: 10 号: 8 ページ: 1123-1123

    • DOI

      10.3390/agronomy10081123

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tipburn Incidence and Ca Acquisition and Distribution in Lisianthus (Eustoma grandiflorum (Raf.) Shinn.) Cultivars under Different Ca Concentrations in Nutrient Solution2020

    • 著者名/発表者名
      Kuronuma T., Ando M., Watanabe H.
    • 雑誌名

      Agronomy

      巻: 10 号: 2 ページ: 216-216

    • DOI

      10.3390/agronomy10020216

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Effects of different magnesium concentrations in nutrient solution on tipburn incidence and calcium uptake in lisianthus (Eustoma grandiflorum) cultivars2021

    • 著者名/発表者名
      Kuronuma Takanori、Watanabe Hitoshi
    • 学会等名
      International Symposium on Tropical and Subtropical Ornamentals
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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