ブドウ果実のメタボロミクスおよびトランスクリプトミクスによる成熟制御機構の解明

利用葡萄果实代谢组学和转录组学阐明成熟控制机制

• 批准号: 21K05578
• 负责人: 高居 恵愛
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ishikawa Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05578/
• 关键词: 果実成熟; 植物ホルモン; アブシジン酸; 遺伝子発現解析; メタボローム解析; 環状剥皮; CE-MSメタボローム解析; RNA-Seq; アントシアニン生合成関連遺伝子; ABA代謝関連遺伝子; ブドウ果実の成熟

我々はこれまでに無核果実を用いて研究行ってきた。しかし、果実の成熟過程において各種植物ホルモン間のクロストークの制御が重要であり、ジベレリン処理は果実成熟のパターンや組成などに、または、各種植物ホルモンの変化に及ぼす影響を明らかにする必要がある。2022年度では、‘ルビーロマン’と‘安芸クイーン’両品種を用いて、有核栽培と無核栽培の果実成熟について調査を行った。ジベレリン処理の無核果実は有核果よりベレゾーンが早くなり、果実成熟が促進された。一方、有核果より無核果の肥大は大きかったが、糖、酸含量は少なく、果皮アントシアニン含量も少なかった。果皮におけるABA含量は両品種で異なり、‘ルビーロマン’では、有核果より無核果のABA含量は成熟後期に高い傾向があった。しかし、ベレゾーンまでにジベレリン処理は内生植物ホルモンへの影響は明確ではなかった。これらの結果よりジベレリン処理は成熟のステージを促進するが、成熟過程における植物ホルモンの変化パターンを影響しないことが示唆された。現在、両品種の無核果と有核果サンプルについて、RNA-Seq解析を進行中である。一方、我々これまでの研究では、アントシアニンとABA含量の推移が‘藤稔’と‘ルビーロマン’、‘巨峰’と‘安芸クイーン’間の親子同士で似たパターンを示し、遺伝の可能性が示唆されている。2022年度では、これらの品種と近縁関係のある多数品種について成熟・着色パターンと内生植物ホルモン含量の変化を調査した。内生ABA含量が品種間で差が検出され、成熟中期～後期でABAが高く維持されるという形質が潜性遺伝（ホモ）、ABAが早期から後期にかけて低下する形質は顕性遺伝（ヘテロ）の仮説を立てた。今後この仮説を検証するため、さらに多くの品種を検討する必要がある。

到目前为止，我们已经使用无籽水果进行了研究。然而，各种植物激素之间的串扰控制在果实成熟过程中非常重要，有必要阐明赤霉素处理对果实成熟模式和组成以及各种植物激素变化的影响。 2022 年，我们对“Ruby Roman”和“Aki Queen”品种的有籽和无籽栽培中的果实成熟情况进行了调查。经赤霉素处理的无籽果实比有籽果实更早发育出berezone，并促进果实成熟。另一方面，无籽果实的膨大程度比有籽果实大，但其糖、酸含量和果皮花色苷含量较低。两个品种果皮中的 ABA 含量不同，在“Ruby Roman”中，无籽果实中的 ABA 含量在成熟后期往往高于有籽果实中的 ABA 含量。然而，Berezoon 赤霉素处理对内生激素的影响尚不清楚。这些结果表明，赤霉素处理促进成熟阶段，但不影响成熟过程中植物激素的变化模式。目前，正在对这两个品种的无籽和有籽水果样品进行RNA-Seq分析。另一方面，在我们之前的研究中，‘Fuji Minoru’和‘Ruby Roman’、‘Kyoho’和‘Aki Queen’之间的花青素和ABA含量趋势在父母和孩子之间表现出相似的模式，这表明遗传的可能性建议。在 2022 财年，我们研究了与这些品种密切相关的一些品种的成熟/着色模式和内生激素含量的变化。不同品种之间内源ABA含量存在差异，中熟至晚熟ABA保持较高的性状为隐性遗传（同源），而早熟至晚熟ABA含量降低的性状为显性遗传（异性）。我做了一个假设。为了将来验证这一假设，有必要检查更多的品种。

项目成果

Effect of Grapevine Rootstocks on Anthocyanin Biosynthesis, Sugar Contents, and Endogenous Hormone Contents During the Berry Maturation of ‘Ruby Roman’

葡萄砧木对‘红宝石罗马’浆果成熟过程中花青素生物合成、糖含量和内源激素含量的影响

• DOI: 10.2503/hortj.utd-371
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Horticulture Journal
• 作者: Mei Gao-Takai;Zen Lin;Yuta Sugiyama;Takane Katayama;Ai Shinmura;Hikaru Naito;Ayako Katayama-Ikegami
• 通讯作者: Ayako Katayama-Ikegami

ブドウ果実着色とABA蓄積パターンの遺伝性

葡萄果实着色和ABA积累模式的遗传力

• 发表时间: 2021
• 作者: 高居恵愛;片山(池上)礼子;片山(池上)礼子;中嶋恭佑;鈴木花野;越野遼太郎
• 通讯作者: 越野遼太郎

Suppression of red color development associated with anthocyanin accumulation in the epicarp of grape (Vitis labrusca x vinifera cv. Ruby Roman) berries caused by air temperature in daylight periods higher than 33 degrees C during maturation

葡萄（Vitis labrusca x vinifera cv. Ruby Roman）浆果成熟过程中白天气温高于 33°C 时，会抑制与花青素积累相关的红色发展

• DOI: 10.1016/j.scienta.2021.110381
• 发表时间: 2021
• 期刊: SCIENTIA HORTICULTURAE
• 影响因子: 4.3
• 作者: Kenichi Matsuda;Mei Gao-Takai;Ayaka Date;Takashi Suzuki
• 通讯作者: Takashi Suzuki

温度処理がブドウ‘ルビーロマン’と‘安芸クイーン’果粒の着色と果皮における植物ホルモンに及ぼす影響

温度处理对‘红宝石罗马’和‘阿艺女王’葡萄着色及果皮植物激素的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 高居恵愛;片山(池上)礼子;松田賢一
• 通讯作者: 松田賢一

Difference Between Coloration and Endogenous Abscisic Acid Accumulation Patterns in Two Red Grape Cultivars, ‘Aki Queen’ and ‘Ruby Roman’ (<i>Vitis labruscana</i> Bailey) Berries

两个红葡萄品种‘Aki Queen’和‘Ruby Roman’（<i>Vitis labruscana</i> Bailey）浆果颜色和内源脱落酸积累模式的差异

• DOI: 10.2503/hortj.utd-342
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Horticulture Journal
• 作者: Katayama-Ikegami Ayako;Sugiyama Yuta;Katayama Takane;Sakamoto Akiko;Shimada Ryo;Miyazaki Chiho;Gao-Takai Mei
• 通讯作者: Gao-Takai Mei