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ブラシノステロイドを介したブドウの新梢長制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K15516
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
研究機関山梨大学

研究代表者

榎 真一  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (40759312)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード甲州ブドウ / ブラシノステロイド / 栄養成長 / シュート伸長 / VvCYP90D1 / Vv90D1 / ブドウ / 新梢 / 茎 / CYP90D1
研究開始時の研究の概要

ブドウの茎長は樹勢、果実品質・収量に直結するが、制御機構は多様である。極めて茎が長い醸造用品種「甲州」を欧州慣行法で栽培した場合、樹勢が強くなり空間あたりの収量は激減する。日本では樹勢を抑制し多収量を目指す栽培法が考案されているが、「労働性」「果実品質・収量」などに未だ問題は多い。
これら課題解決のため、過去の文献からブラシノステロイド(BR)に着目し、甲州では、『ゲノム構造変化により、BR合成遺伝子Vv90D1が高発現することでBR蓄積が誘導される。そしてBRが新梢に作用し新梢成長が促進される』という仮説を提案する。本研究では、果実増産のための茎長抑制技術の開発を目指し、新規仮説を証明する。

研究成果の概要

強樹勢品種「甲州ブドウ」の新梢伸長制御機構において、ブラシノステロイドとその合成遺伝子VvCYP90D1が関与しているという仮説を立て、分子レベルで検証した。甲州および他品種群との比較ゲノム解析により、甲州は植物細胞壁組織の遺伝子において基準品種と比べて異なる遺伝的特徴が明らかになった。RNA-seq解析では、甲州の葉や茎においてVvCYP90D1の発現量が高く、遺伝子機能解析ではVvCYP90D1過剰発現シロイヌナズナにおいて、当該遺伝子が栄養成長を促進することが示された。これにより、強樹勢品種におけるVvCYP90D1と茎伸長の関連性が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、強樹勢ブドウ品種「甲州」の栄養成長に、ブラシノステロイドおよびVvCYP90D1遺伝子が関与する事を証明し、ブドウの新梢長制御機構の一端を解明した。甲州ワインの国外輸出が注目される中、新梢長制御に関する理解不足が課題となっていた。ブドウの新梢長を効果的に制御する技術開発は、高品質で多収量のブドウ栽培を可能とし、世界市場で競争力を持つための戦略的な重要性がある。本研究の知見は、矮性品種育種や作業効率や果実品質の向上に繋がる新規栽培技術の開発への基盤を提供することが期待される。この研究は基礎研究から実用化へと繋がる応用性を有し、ブドウ農業およびワイン産業の発展に寄与するものと言える。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   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

    (6件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Grape cytochrome P450 CYP90D1 regulates brassinosteroid biosynthesis and increases vegetative growth.2023

    • 著者名/発表者名
      Enoki*, S., Tanaka, K., Moriyama, A., Hanya, N., Mikami, N., Suzuki, S.
    • 雑誌名

      Plant Physiology and Biochemistry.

      巻: 196 ページ: 993-1001

    • DOI

      10.1016/j.plaphy.2023.02.052

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genomic characterization of Japanese indigenous wine grape Vitis sp. cv. Koshu.2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., Hamaguchi, Y., Suzuki, S., & Enoki, S*.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science.

      巻: 11 ページ: 1629-1629

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.532211

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] VvCYP90D1 from Japanese Indigenous Grape "Koshu" Regulates Plant Growth Mediated by Brassinosteroid Biosynthesis.2023

    • 著者名/発表者名
      Enoki, S.
    • 学会等名
      The 4th Asian Horticultural Congress (AHC2023).
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genetic characteristics of Japanese indigenous grape 'Koshu' for high-end white wines.2022

    • 著者名/発表者名
      榎真一*
    • 学会等名
      OENOVITI International Symposium 2022.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BR合成遺伝子Vv90D1によるブドウの茎伸長効果の解明2021

    • 著者名/発表者名
      榎真一*・田中啓介 ・森山綾音 ・半谷紀道 ・鈴木 俊二
    • 学会等名
      園芸学会令和3年度春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 「日本固有のワイン用ブドウ品種「甲州」のゲノム解読と特徴付けに成功」山梨大学プレスリリース

    • URL

      https://www.yamanashi.ac.jp/wp-content/uploads/2020/11/20201116press.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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