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2017 年度 実績報告書

尻腐れ果の発生機構の解明と克服のための統合的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 16H02534
研究機関東北大学

研究代表者

金山 喜則  東北大学, 農学研究科, 教授 (10233868)

研究分担者 高橋 英樹  東北大学, 農学研究科, 教授 (20197164)
渡部 敏裕  北海道大学, 農学研究院, 准教授 (60360939)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
キーワードトマト / 尻腐れ果
研究実績の概要

トマトの尻腐れ果は甚大な被害を及ぼす生理障害であるが、その発生機構は十分に解明されていない。そこで本研究では、安定的に尻腐れ耐性を示す染色体断片置換系統を材料とした遺伝学的アプローチ、カルシウムを含む全てのイオンを網羅的に解析できるイオノーム解析と局所的なカルシウムの動態を明らかにできるCaイメージングによる高度な解析アプローチ、さらにオミクスと、部位特異的な遺伝子発現制御が可能なウイルスジーンサイレンシングによるエビデンスの獲得を統合したアプローチにより、世界最大とも言える生理障害である尻腐れ果の発生機構を解明するとともに、克服のための育種素材を提供することを目的とする。本研究では上述の目的を達成するための基盤的研究をおこなうこととしている。尻腐れ果の発生がカルシウムと関わることは知られているが未だ未解決である原因としては、適切な遺伝学的解析のための材料が乏しいこと、カルシウムの局在性の精密な分析がないこと、カルシウム以外のイオンのデータが不足していること、オミクス解析が活用されていないことがあげられる。そこで本年度は、遺伝学的解析が可能な材料であるトマトSolanum lycopersicum M82にトマト野生種Solanum pennelliiの染色体を導入した染色体断片置換系統のIL8-3を用いて、尻腐れ耐性遺伝子のマッピングのため、IL8-3領域内で組換えを生じた系統の形質評価をおこなった。またM82とIL8-3を用いて、イオノーム解析によりカルシウムやカルシウムと関連のある元素について尻腐れ発生との関係を検討した。トランスクリプトームの結果を参考にして、尻腐れ発生に関わる可能性のあるカルシウム輸送関連遺伝子などの発現解析をおこなうとともに、イメージングおよびサイレンシングのための条件設定などを引続きおこなっている。

現在までの達成度 (区分)
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

期間中、尻腐れ果発生率に基づいた尻腐れ果抑制遺伝子のマッピングデータの解析を行 ったところ、当初の想定に反し、予期しないばらつきが原因で正確なマッピングができていないことが判明したため、調査対象の再設定を行い、果実肥大速度と果頂部カルシウム濃度に拡大したうえで再度マッピングを行う必要が生じた。そこで、経費を翌年度に繰り越して同実験を遂行した。現在、繰り越した項目および他の項目について、特段の進捗上の問題はないため上記の進捗状況とした。

今後の研究の推進方策

遺伝学的解析が可能な材料であるトマトSolanum lycopersicum M82にトマト野生種Solanum pennelliiの染色体を導入した染色体断片置換系統のIL8-3を用いて、カルシウムの動態や関連遺伝子の解析をおこなう。特にカルシウムの動態に関しては、これまで全カルシウム含量を対照としていたが、アポプラストのカルシウムが重要との報告もある。そこで、アポプラストのカルシウム含量を測定するための条件設定を行うとともに、アポプラストにおける濃度が系統間で尻腐れ果の発生と関連するかどうかについて検討する。またカルシウムの動態と関連する遺伝子については、これまでトマトにおいてカルシウムの輸送に関連する遺伝子を網羅的に解析した例が見当たらないことから、関連遺伝子の配列の系統学的解析と基本的な発現解析をおこなうとともに、尻腐れと関連する遺伝子を選抜する。以上で得られた情報を、イメージングやサイレンシングによる解析に提供できる方向で研究を進める予定である。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Survey of the response of 82 domestic landraces of Zea mays to cucumber mosaic virus (CMV) reveals geographical region-related resistance to CMV in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi, A. Tian, S. Miyashita, Y. Kanayama, S. Ando and R. Kormelink
    • 雑誌名

      Plant Pathology

      巻: 67 ページ: 1401-1415

    • DOI

      10.1111/ppa.12848

    • 査読あり
  • [雑誌論文] hysiological Mechanisms Accounting for the Lower Incidence of Blossom-end Rot in Tomato Introgression Line IL8-3 Fruit2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ikeda, Tomoki Shibuya, Manabu Nishiyama, Yoshihiro Nakata and Yoshinori Kanayama
    • 雑誌名

      Horticulture Journal

      巻: 86 ページ: 327-333

    • DOI

      10.2503/hortj.OKD-015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sugar metabolism and fruit development in tomato2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanayama
    • 雑誌名

      Horticulture Journal

      巻: 86 ページ: 417-425

    • DOI

      10.2503/hortj.OKD-IR01

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Pursuit for mechanisms responsible for the induction of tomato fruit blossom-end rot using the introgression line IL8-32018

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Watanabe, Ryota Tomizaki, Hayato Maruyama, Yoshinori Kanayama, Toshihiro Watanabe
    • 学会等名
      植物生理学会
  • [学会発表] トマトの染色体断片置換系統IL8-3における尻腐れ果発生抑制機構に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      天下谷佳代子・渋谷知暉・加藤一幾・金山喜則
    • 学会等名
      園芸学会
  • [学会発表] 2018. Tomato Bioresources in Japan based on 'Micro-Tom-Japan' to accelerate the fruit biology.2018

    • 著者名/発表者名
      Hoshikawa Ken; N Ito; T Ariizumi; N Fukuda; Y Kanayama; H Ezura
    • 学会等名
      Plant and Animal Genome
    • 国際学会
  • [学会発表] トマトの染色体断片置換系統を用いた尻腐れ果抑制に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      富崎亮太・前島恵里子・丸山隼人・渡邊涼太郎・金山喜則・渡部敏裕
    • 学会等名
      土壌肥料学会
  • [学会発表] トマトモデル品種マイクロトムリソース整備の成果2017

    • 著者名/発表者名
      星川 健、有泉 亨、福田 直也、久保 康隆、金山 喜則、矢野 健太郎、青木 考、江面 浩
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会
  • [学会発表] トマトの着果時におけるオーキシン局在に及ぼす温度の影響2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 輝・渋谷知暉・加藤一幾・金山喜則
    • 学会等名
      園芸学会東北支部平成29年度大会
  • [学会発表] トマトの染色体断片知見系統における尻腐れ果の発生抑制に関わる遺伝子の探索2017

    • 著者名/発表者名
      天下谷佳代子・渋谷知暉・加藤一幾・金山喜則
    • 学会等名
      園芸学会東北支部平成29年度大会
  • [学会発表] トマトモデル品種マイクロトムの大規模変異集団整備の成果2017

    • 著者名/発表者名
      星川健・有泉亨・福田直也・久保康隆・金山喜則・矢野健太郎・青木考・江面浩
    • 学会等名
      園芸学会
  • [学会発表] トマト果実のイオノームに及ぼす光質の影響2017

    • 著者名/発表者名
      渋谷知暉・渡部敏裕・金山喜則
    • 学会等名
      園芸学会
  • [学会発表] トマト系統 IL8-3 における尻腐れ果発生抑制とカルシウム輸送関連遺伝子の発現2017

    • 著者名/発表者名
      渋谷知暉・池田裕樹・西山学・○金山喜則(2017)
    • 学会等名
      園芸学会
  • [学会発表] マイクロトムを基盤としたトマト変異体集団整備の成果と将来展望2017

    • 著者名/発表者名
      星川健; 有泉 亨; 福田 直也; 金山喜則;久保 康隆
    • 学会等名
      育種学会
  • [学会発表] Studies on tomato introgression lines and Tohoku Univ. international program2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Kanayama
    • 学会等名
      Tohoku University-Russian Academy Joint Seminar on Education and Research in High-Tech for Plant Production
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physiological roles of the LEA14 homolog from European pear2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Itai
    • 学会等名
      Tohoku University-Russian Academy Joint Seminar on Education and Research in High-Tech for Plant Production
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of saturated Micro-Tom mutant populations by NBRP2017

    • 著者名/発表者名
      Ken Hoshikawa, Tohru Ariizumi, Naoya Fukuda, Kentaro Yano, Koh Aoki, Yoshinori Kanayama, Yasutaka Kubo, Hiroshi Ezura
    • 学会等名
      XIV Solanaceae and 3ud Cucurbitaceae Joint Conference (SOLCUC2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] The blue light receptor FLAVINBINDING KELCH REPEAT F-BOX 1 homolog affects florigen signaling in tomato2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Shibuya, Manabu Nishiyama, Yoshinori Kanayama
    • 学会等名
      The 13th International Symposium on Plant Bioregulators in Fruit Production
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of serotonin, a potential growth regulator, in tomato2017

    • 著者名/発表者名
      Yui Tsunoda, Shohei Hano, Tomoki Shibuya, Yoshinori Kanayama
    • 学会等名
      The 13th International Symposium on Plant Bioregulators in Fruit Production
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of signal transduction-related genes in a tomato introgression line, IL8-3, with high Brix content and stress tolerance2017

    • 著者名/発表者名
      Kosei Awaji, Tomoki Shibuya, Hiroki Ikeda, Yoshinori Kanayama
    • 学会等名
      The 13th International Symposium on Plant Bioregulators in Fruit Production
    • 国際学会
  • [学会発表] HPY2 gene expression analysis and the role of auxin in early fruit development in tomato2017

    • 著者名/発表者名
      Hideki Nariyama, Tomoki Shibuya, Ken-ichiro Hayashi, Yoshinori Kanayama
    • 学会等名
      The 13th International Symposium on Plant Bioregulators in Fruit Production
    • 国際学会
  • [学会発表] Over-expression of tryptophan decarboxylase gene potentially involved in serotonin biosynthesis in tomato2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsunoda, S. Hano, T. Shibuya, H. Shirakawa, Y. Kanayama
    • 学会等名
      The 14th Japan Solanaceae Consortium
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of genes potentially related to high Brix content and stress tolerance in a tomato introgression line2017

    • 著者名/発表者名
      K. Awaji, T. Shibuya, H. Ikeda, Y. Kanayama
    • 学会等名
      The 14th Japan Solanaceae Consortium
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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