スピーキングプラントアプローチによるサフラン子球の生育制御法解明

使用植物说话方法阐明藏红花球茎的生长控制方法

基本信息

批准号：
21H02316
负责人：
伊藤博通
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

サフラン子球育成実験において光量が人工気象器最大の強光区とその８割となる弱光区、および光量を徐々に増やす昇光区の３試験区を設けた。子球育成実験で得られたサンプルを供試して葉および子球内のスクロース、グルコース、フルクトースの濃度をHPLCで測定した。また同じサンプルをトランスクリプトーム解析にも供試した。昨年度は供試しなかった子球育成期間の初期のサンプルも使用した。次のような成果を得た。子球育成期間初期に子球内スクロース濃度は大きく変動した後に単調に減少することがわかった。トランスクリプトーム解析により、この変化は子球形成による細胞分化の過程で生じた結果であると考えられた。葉内のスクロース濃度およびグルコース濃度はその後単調減少していたが、フルクトース濃度は逆に増加していた。子球内のフルクトース濃度も同様に増加しており、これがデンプン生合成の抑制によるシンク強度の低下の原因であると考えられた。弱光区では葉内フルクトース濃度の増加が強光区よりも緩慢であった。このため光量低減により葉の老化を遅延させることができると考えられ、光量低減によるシンク強度調節の可能性が示唆された。近赤外線分光法により子球育成期中の子球内単糖および二糖の経日変化を非破壊計測し、その結果を基に子球のシンク強度を数値化する研究も同時並行で実施した。子球の近赤外スペクトル測定には530 nmから2500 nmまでの波長を使用した。積算時間も細かく変更してその影響を解析した。その結果、実用可能な検量線が得られた。この検量線から得られたスクロース、グルコース、フルクトースの濃度値を使用し、かつ新たにシンク強度計算式を提案した。昨年の提案式に比べて葉の老化開始前にシンク強度のピークが確実に検出されることがわかった。

在藏红花球茎生长实验中，设置了三个实验区域：人工天气装置中光照量最大的强光区域、光照强度80%的弱光区域和光照量最大的强光区域。光线逐渐增加。使用种子球茎生长实验中获得的样品，使用 HPLC 测量叶子和种子球茎中蔗糖、葡萄糖和果糖的浓度。还对相同的样本进行了转录组分析。还使用了去年未测试的儿童球发育早期阶段的样本。得到以下结果。研究发现，子代体内蔗糖浓度在子代生长期前期波动较大，随后单调下降。转录组分析表明，这种变化是细胞通过后代形成分化过程的结果。然后叶子中的蔗糖和葡萄糖浓度单调下降，但果糖浓度增加。后代中的果糖浓度也增加，这被认为是由于淀粉生物合成受到抑制而导致库强度降低的原因。在低光照条件下，叶内果糖浓度比在高光照条件下增加得更慢。因此，认为可以通过减少光量来延缓叶片衰老，并提出通过减少光量来调节库强度的可能性。同时，我们开展了平行研究，利用近红外光谱无损测量子代生长期间子代单糖和双糖的每日变化，并根据结果量化子代的库强度。使用 530 nm 至 2500 nm 的波长测量子球体的近红外光谱。累计时间也进行了详细更改并分析了效果。结果，获得了实用的校准曲线。利用从该校准曲线获得的蔗糖、葡萄糖和果糖的浓度值，我们提出了计算汇强度的新公式。与去年提出的公式相比，我们发现可以在叶子衰老开始之前可靠地检测到库强度的峰值。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Transcriptome Analysis of the Effect of Changes in Air Temperature on Daughter Corms Development of Saffron

气温变化对藏红花子球茎发育影响的转录组分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kumi Muranaka;Yuichi Uno;Shinichiro Kuroki;Shusaku Nakajima;Tomoka Nishimura,Haruka Uoda;Chie Tagami;Rika Natsuhara;Hinako Kobayashi;Hiromichi Itoh
通讯作者：
Hiromichi Itoh

植物工場におけるサフランの生育制御　－光散乱画像による球茎内デンプン濃度および可溶性糖濃度が柱頭収量に与える影響の解明－

植物工厂中藏红花的生长控制 - 使用光散射图像阐明球茎中淀粉浓度和可溶性糖浓度对柱头产量的影响 -

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
小澤こまり;伊藤博通;宇野雄一,黒木信一郎;中島周作;馬塲加奈子,座古健世;夏原里佳;西村友香;小林雛子;魚田春花
通讯作者：
魚田春花

サフランの子球肥大に関するトランスクリプトーム解析　ー光量の影響ー

藏红花球茎膨大的转录组分析-光强度的影响-

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Igarashi Noa;Yusuke Kikuchi;Kenichi Tatsumi;髙田晋史;迫里沙，永田奏絵，柳沢美遥，圖師一文，霧村雅昭;森未菜美,伊藤博通,宇野雄一,黒木信一郎,中島周作,村中久珠,大谷錬太郎,大窪一輝,濱田桃歌,山本真生,有屋みなみ
通讯作者：
森未菜美,伊藤博通,宇野雄一,黒木信一郎,中島周作,村中久珠,大谷錬太郎,大窪一輝,濱田桃歌,山本真生,有屋みなみ

植物工場における高品質薬草栽培法の開発研究

植物工厂优质药材栽培方法研究与开发