飽差制御によるイチゴの水分ストレス緩和効果と果実への転流促進効果の定量解析

• 研究課題/領域番号: 22K05920
• 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41040:農業環境工学および農業情報工学関連
• 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: 山中 良祐 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 西日本農業研究センター, 研究員 (30808704)
• 研究分担者: 和田 光生 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 講師 (10244667) ; 矢野 孝喜 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 西日本農業研究センター, 主任研究員 (50355343) ; 東條 元昭 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (90254440)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: イチゴ / 湿度 / 水分ストレス / 気孔開度 / 転流 / 飽差 / 転流フラックス / EDTA法

研究開始時の研究の概要

イチゴの施設栽培では、飽差の増大等により植物体の水分ストレスすると果梗径が収縮し、果実肥大が抑制されて収量が低下することが指摘されている。一方、高湿度環境下では果実への転流フラックス中の糖濃度が低下して品質などに悪影響を及ぼす可能性がある。
そこで本研究では、果梗径が収縮しやすい飽差条件を回避する飽差制御により植物体の水分ストレスが緩和できるか実証するとともに、本飽差制御により果実への転流フラックス中の糖濃度が低下しないか検証することで、品質を維持しつつ収量向上を達成する環境制御技術を開発する。

研究実績の概要

イチゴにおける収量向上を目的とした飽差制御技術の開発のために、飽差条件が植物体に及ぼす影響を調査した。
飽差のみ異なる二つの試験区（対照区と飽差制御区）を設け、各試験区で栽培した植物体の1）葉におけるストレス応答遺伝子FaNAC2発現量の定量解析と、２）夜間における師部浸出液量および糖含量を調査した。葉におけるFaNAC2発現量は圃場条件の場合、比較的新しい葉（新生第３葉）でも十分に発現が認められることと、サンプリング時の植物体の状況（群落内に入って、長期間光が遮光された葉であるかどうかなど）が結果に大きく影響する可能性が示唆された。夜間における師部浸出液量について、試験区間で差は認められなかったが、両区とも葉が7枚の植物体よりも３枚の植物体からの方が浸出量が多かった。師部浸出液中の糖濃度については現在分析中であり、より詳細な解析を進める予定である。
また、イチゴ植物体の周辺の湿度環境変化が気孔応答に及ぼす影響を調査するために、同一ハウスで栽培したイチゴを人工気象器内で運び入れ、相対湿度が80%の環境で純化させた後、乾燥条件の人工気象器内に移してから、0、1、2、5、7、10、20分後に、第3葉の中心小葉の裏の気孔状態をレプリカ法でサンプリングし、現在結果を解析中である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本課題の目標である飽差制御によるイチゴの水分ストレス緩和効果と果実への転流促進効果を定量解析を達成するために、対照区と飽差制御区のハウスでそれぞれイチゴを栽培し、その植物材料をもとにFaNAC2発現の定量解析やEDTA法による師部浸出液のサンプリング・解析を進めている。また、水分ストレスの代表的な植物応答である気孔開度の変化の定量解析も進めている。これらの理由から本課題はおおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

R4年度作（2022年９月～2023年５月31日）で採取したサンプルの解析を引き続き進める。R5年度作（2023年9月～2024年5月31日）にも対照区と飽差制御区を設けてイチゴを栽培し、次節ごとに複数回栽培株から複数回サンプリングし、１）第３葉におけるFaNCA2発現の定量解析、2）夜間における師部浸出液量と糖含量、3）レプリカ法による気孔開度の定量解析を進める。R６年度には結果を取りまとめ、学会発表や論文投稿を目指す。