2017 Fiscal Year Annual Research Report
果実生理研究のニューフロンティア－低温遭遇によるエチレン非依存成熟誘導機構の解析
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16H04873
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
久保 康隆 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (80167387)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢野 健太郎 明治大学, 農学部, 専任教授 (00446543)
中野 龍平 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (70294444)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 低温 / 果実成熟 / エチレン / 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、果実生理研究のニューフロンティアと期待できる「低温遭遇によるエチレン非依存型成熟誘導機構」を焦点に、次世代シーケンサーによるゲノムワイド遺伝子解析、メタボローム解析、遺伝子組換え、yeast two-hybrid法を駆使する先駆的取り組みである。これまで、果実成熟制御については、植物ホルモンのエチレンを中心に検討され、「エチレン作用阻害剤と低温貯蔵が最も効果的な成熟制御技術」と考えられてきた。ところが、筆者らはキウイフルーツにおいて、病害によるエチレンの影響を除去すると「低温環境で室温下よりも成熟・軟化が早まる」という常識と全く逆の現象を発見した。さらに、RNAseq分析で、低温成熟誘導系はエチレン成熟誘導系と下流の一部遺伝子を共有するが、別個の制御系であることを示し、「低温がエチレン作用とは独立に果実成熟を誘導する」という新たな概念に到達した。この機構は、果実成熟の早晩性や貯蔵特性に密接に関与し、その解明は早生・晩生新品種の育種、長期貯蔵技術の開発に直結すると想定できる。
本年度はReal Time PCR法による成熟関連遺伝子発現プロファイルの確認として、キウイフルーツおよびセイヨウナシのサンプルを用いてReal-Time PCR法を用いて低温成熟機構の鍵となる代謝関連遺伝子および転写因子の発現プロファイルの確認を行った。。さらに，キウイフルーツの芳香性揮発成分および一次代謝物について、LC/MS,GC/MSによる代謝物分析を行った。その結果、キウイフルーツにおいて低温誘導成熟では芳香性揮発成分である酪酸エチルの生成が見られず、関連するアルコールアシルトランスフェラーゼの遺伝子発現も湯うどうされないことが示された。この結果は、エチレンによる成熟誘導と低温遭遇による成熟誘導が質的に異なることを明確に示したものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Real-Time PCRによる遺伝子発現解析、GC/MSによる代謝物解析は計画通り、実施し、良好な結果を得ている。また、キウイフルーツにおける長期貯蔵技術についても検討を進め３ヶ月間は良好な品質を保てることを実証した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画の応じて、早晩性が異なる品種間での低温応答性成熟関連遺伝子の発現解析および低温誘導成熟遺伝子のプロモーター解析を予定している。また、昨年度に引き続いて、GC/MSによる代謝物解析をキウイフルーツを主要な材料としてに進め低温誘導性成熟とエチレン誘導性成熟に違いを炭水化物代謝の側面から解析する。。
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[Presentation] Determination of optimum temperature for long－term storage and analysis of ripening－related genes in ‘Rainbow Red’ kiwifruit. IX International Symposium on Kiwifruit.2017
Author(s)
Tokiwa S., Mitalo O.W., Kasahara Y., Tosa Y., Kondo Y., Asiche W.O., Kataoka I., Suezawa K., Ushijima K., Nakano R., Kubo Y
Organizer
IX International Symposium on Kiwifruit.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Comparison of taste and flavor related compounds between ethylene dependent ripening and low temperature modulated ripening in Kosui kiwifruit.2017
Author(s)
Tokiwa S., Kasahara Y., Tosa Y., Mitalo O.W., Kondo Y., Galis I., Kataoka I., Suezawa K., Nakano R., Ushijima K., Kubo Y
Organizer
平成２９年度園芸学会秋季大会
