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ブドウのジベレリン高感受性変異体におけるGID1遺伝子の発現制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K14849
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
研究機関山形大学 (2022-2023)
島根大学 (2021)

研究代表者

渋谷 知暉  山形大学, 農学部, 准教授 (60818219)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードジベレリン / 受容体 / ブドウ / 転写制御 / 果実発達 / ジベレリン応答 / 転写因子 / シベレリン応答
研究開始時の研究の概要

ブドウの種なし栽培に利用されるジベレリン(GA)に対する植物の応答を考える上で,GAを受容するGID1の機能は極めて重要である.申請者は,ブドウ‘デラウェア’のGA高感受性の突然変異系統において,GID1およびその共役因子であるSLY1の遺伝子発現が通常系統よりも高いことを見出した.本研究では,ブドウ‘デラウェア’のGA高感受性系統における発現変動遺伝子や発現配列の変異を探索し,GAシグナリングの導入部を担う遺伝子群の発現制御機構を検討する.本研究から得られる知見は植物生理学的にも新規で重要なものになるだけでなく,突然変異の態様によっては育種利用に展開し得る.

研究成果の概要

ブドウ‘デラウェア’の突然変異体であるジベレリン(GA)高感受性系統において、GID1遺伝子の発現制御に寄与している因子を探索するためにトランスクリプトーム解析を行った。発達期の果粒で‘デラウェア’とGA高感受性系統との間に検出された発現変動遺伝子のうち、異なる果粒発達段階で共通して検出された発現変動遺伝子に注目した。予測される遺伝子機能の面から転写因子OFP、極端な発現変動を示していることからFEZをGID1遺伝子の制御因子の候補として見出した。また、本研究を進めるための基盤的情報を得るために‘デラウェア’ゲノムの解析をロングリードシーケンサーによって進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によってOFPやFEZといった転写因子がジベレリン受容体遺伝子の発現制御に関与する可能性が示されたことは植物生理学的にも新しい発見である。特にNAC転写因子であるFEZは、シロイヌナズナでは根での発現と機能を報告した研究があるが、果実発達のモデルであるトマトを含め、他の植物で果実器官における発現および機能が報告されておらず興味深い知見と言える。また、多数の突然変異系統が存在するブドウ‘デラウェア’はブドウにおける形質と遺伝子機能の関連について研究する上で重要な品種であり、そのゲノム情報が得られたことで、育種利用可能な新規知見の開拓に大きく貢献すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Effect of GA<sub>3</sub> Treatment on Berry Development in the Large Berry Mutant of ‘Delaware’ Grapes2023

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Ishikawa, Yasuyuki Togano, Tomoki Shibuya
    • 雑誌名

      The Horticulture Journal

      巻: 92 号: 3 ページ: 236-244

    • DOI

      10.2503/hortj.QH-054

    • ISSN
      2189-0102, 2189-0110
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of short-term temperature stress on fruit set and the expression of an auxin reporter gene and auxin synthesis genes in tomato2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Hikaru、Kanayama Yoshinori、Shibuya Tomoki、Mohammed Seedahmed A.、Nishiyama Manabu、Kato Kazuhisa
    • 雑誌名

      Scientia Horticulturae

      巻: 300 ページ: 111039-111039

    • DOI

      10.1016/j.scienta.2022.111039

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of short-term temperature stress on fruit set and the expression of an auxin reporter gene and auxin synthesis genes in tomato2022

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Ito,Yoshinori Kanayama,Tomoki Shibuya, Seedahmed A. Mohammed, Manabu Nishiyama, Kazuhisa Kato
    • 雑誌名

      Scientia Horticulturae

      巻: 300 ページ: 111039-111039

    • 関連する報告書
      2021 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] Profile of gene expression at berry enlargement phase in the large berry mutant of ‘Delaware’2023

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Ishikawa, Yasuyuki Togano, Tomoki Shibuya
    • 学会等名
      The 4th Asian Horticultural Congress
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブドウ‘デラウェア’の大粒系統における果粒発達とGA応答性に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      石川ひかる, 栂野康行, 渋谷知暉
    • 学会等名
      第40回植物バイオテクノロジー学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ブドウ‘デラウェアの大粒系統におけるジベレリン応答と果粒発達の特性2023

    • 著者名/発表者名
      石川ひかる, 栂野康行, 渋谷知暉
    • 学会等名
      園芸学会東北支部令和5年度青森大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ブドウ‘デラウェア’の大粒系統におけるGAシグナリングと果実発達の関係2022

    • 著者名/発表者名
      石川ひかる・栂野康行・渋谷知暉
    • 学会等名
      園芸学会令和 4 年度春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [学会発表] GA signaling and pericarp tissue structure of the large berry mutant of ‘Delaware’2022

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Ishikawa, Yasuyuki Togano, Tomoki Shibuya
    • 学会等名
      The 31st International Horticultural Congress
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GA受容体遺伝子VvGID1の高発現がブドウの果実肥大におよぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      石川ひかる・栂野康行・渋谷知暉
    • 学会等名
      園芸学会令和 4 年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ブドウ‘デラウェア’の大粒系統の果粒肥大期における遺伝子発現プロファイル2022

    • 著者名/発表者名
      石川ひかる・栂野康行・渋谷知暉
    • 学会等名
      園芸学会令和 5 年度春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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