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MRI画像解析およびNMRメタボロミクスによるジャガイモの新規貯蔵生理機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06006
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分39020:作物生産科学関連
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

関山 恭代  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度分析研究センター, 上級研究員 (60342804)

研究分担者 蔦 瑞樹  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門, 上級研究員 (80425553)
浅野 賢治  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 主任研究員 (80547034)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードジャガイモ / メタボロミクス / NMR / MRI / 休眠 / 水 / 代謝 / 貯蔵生理 / NMRメタボロミクス / MRI画像解析 / 水分動態 / 貯蔵生理機構
研究開始時の研究の概要

ジャガイモ塊茎の休眠および代謝の制御は,育種,栽培,流通において考慮すべき重要な課題である。これまで様々な品種について休眠特性(休眠期間の長さや萌芽条件)や貯蔵中の成分変化が明らかにされてきたが,その生理機構には不明な点が多い。本課題では,様々なジャガイモ品種の塊茎について,磁気共鳴画像法(MRI)による画像解析と核磁気共鳴(NMR)法による網羅的代謝解析(メタボロミクス)を実施する。維管束の分布や走行などの組織構造,貯蔵中の水分動態および代謝の変化を明らかにし,貯蔵中の新規生理機構を明らかにすることで,育種戦略や萌芽制御技術および貯蔵技術を開発するための新規シーズの創出に貢献する。

研究成果の概要

ジャガイモ塊茎の休眠・萌芽および代謝の制御は,育種や栽培,流通において考慮すべき重要な課題である。これまでに様々な品種について,休眠特性(休眠期間や萌芽条件)や貯蔵中の成分変化が明らかにされてきたが,その生理機構には不明な点が多い。本研究では,貯蔵中のジャガイモ塊茎について, 磁気共鳴画像法(MRI)による画像解析と核磁気共鳴(NMR)法による代謝物の一斉分析(メタボロミクス)を実施し,「水の挙動」と「代謝変化」という切り口から新たな貯蔵生理機構の解明を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ジャガイモの休眠と貯蔵に関する研究への関心と需要は世界的に見ても高く,学術論文と特許文献を合わせて数百件以上の解析事例が報告されているが,その生理機構には未解明な点が多く,現在の貯蔵技術には課題も多い。本課題で水と代謝の視点からジャガイモの新たな貯蔵生理機構を明らかになれば、植物生理学研究における学術的意義があるほか、育種戦略や萌芽制御技術および貯蔵技術を開発するための新規シーズ創出につながる可能性がある。

報告書

(3件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] 磁気共鳴画像法2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊高志、関山恭代
    • 雑誌名

      日本食品科学工学会誌

      巻: 68 ページ: 225-225

    • NAID

      130008046385

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] NMRによる農業メタボロミクスの活用と展望―農業現場と分析現場のスムーズな連携に向けて―2020

    • 著者名/発表者名
      関山 恭代、池田 成志、浅野 賢治、岡崎 和之
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 91 ページ: 272-279

    • NAID

      130007888587

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 農業・食品研究におけるNMRの活用2021

    • 著者名/発表者名
      関山恭代
    • 学会等名
      第25回NMRマイクロイメージング研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 農業・食品産業・獣医畜産業における核磁気共鳴(NMR)法の活用2021

    • 著者名/発表者名
      関山恭代
    • 学会等名
      令和3年度家畜衛生研修会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 先端の分析法新訂第2版2022

    • 著者名/発表者名
      山口秀幸、関山恭代(監修 澤田 嗣郎)
    • 総ページ数
      1072
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437374
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 食品分野におけるメタボリックプロファイリング~成分、産地、品質評価・向上~2021

    • 著者名/発表者名
      関山恭代、根本直(監修 福崎英一郎)
    • 総ページ数
      326
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437442
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] NMRによる有機材料分析とその試料前処理、データ解釈2021

    • 著者名/発表者名
      山口秀幸、関山恭代、菊地 淳(執筆者59名)
    • 総ページ数
      676
    • 出版者
      株式会社技術情報協会
    • ISBN
      9784861048609
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-03-27  

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