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サボテンは多様な種を背景に食用、飼料用、薬用、園芸用と多面的に利用されている。本研究は、サボテンの持つ未知の環境ストレス耐性機構を解明し、その性質を利用した新規栽培法を確立することでサボテンの活用の幅をひろげ、学術的基盤を構築することを目標としている。当該年度は、(1)遺伝子組換え技術の確立、(2)環境ストレス耐性機構の解析、(3)生産性を高める栽培法の検討、などに取り組んだ。
(1)に関しては、高発現プロモーター(CaMV 35S)の下流にIntron-GUS遺伝子を接続したバイナリーベクターを持つアグロバクテリウムを使用し、カルスからの再分化を必要としないサボテンの形質転換の効率向上に取り組んだ。感染に使用するアグロバクテリウムの量、感染後の温度や光条件を細かく検討したが、形質転換効率は１～２％程度と低く、大きく効率を改良することはできなかった。(2)に関しては、重金属の蓄積部位である表皮組織近傍にはシュウ酸カルシウム結晶が多量に含まれている事が明らかとなり、また長期間の乾燥ストレスにより茎に含まれる結晶量が減少することを明らかにした。これらの結果は、シュウ酸代謝がサボテンの驚異的な環境ストレス耐性に寄与する可能性を示唆している。 (3)に関しては、水耕栽培の一種であるれき耕栽培（小石等での栽培）において、肥料組成や潅水頻度が生育速度に与える影響を評価した。その結果、月に1-2回程度の潅水頻度でも収量が減少することはなかった。また興味深いことに、潅水頻度を低下させると水耕栽培の際に問題となる藻類の繁殖が抑制された。この結果は、れき耕栽培により食用サボテンを従来の水耕栽培法に比べて省力的に栽培することが可能であることを示している。さらに、液肥組成を改変することで、亜鉛含量の高いサボテンの栽培に成功した。
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