Quality control of postharvest fruits and vegetables by entraining or disturbing the biological clock

通过诱导或扰乱生物钟来控制采后水果和蔬菜的质量

基本信息

批准号：
21H02317
负责人：
黒木信一郎
金额：
$ 11.4万
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

本年度は、大気条件下および低酸素条件下で貯蔵したホウレンソウ葉について、タイムラプス分光画像の収集、膜機能劣化の定量、および時計関連および鮮度マーカー遺伝子の測定を実施した。Excel VBAマクロを開発し、ハードウェアトリガーによって、受光波長範囲のみの光を任意のタイミングで与えられる照明系と同期した画像収録システムを実現した。これにより、撮影系の全自動化を完了した。経時計測した分光画像データの主成分分析の結果、第1主成分スコアからは、水分損失に伴う質感や張りの消失など、時間経過に伴う試料表面の物理性状の変化を追跡できることが分かった。また、第2主成分スコアの頻度分布について、5 %O2区では貯蔵期間の経過に伴って単調増加する傾向があるのに対し、20 %O2区では経時的に増減する傾向があることを明らかにし、鮮度劣化が生体のリズムや周期性などの動的な変化と連動して進行している可能性を示した。また、核磁気共鳴装置を用いた水分子の自由拡散が仮定される場合および拡散障壁による制限がある場合の自己拡散係数測定の結果、プロトプラストを単離せずとも、葉の組織のままで収穫後日数増加に伴う細胞膜の拡散透水係数の変化を計測できることが明らかとなった。さらに、時計関連および鮮度マーカー遺伝子23種について選択性を確認すると共に、4時間間隔で72時間サンプリングした試料から抽出したmRNAの発現量解析により、時間経過に伴い、周期的に増大あるいは減少する遺伝子を同定した。

今年，我们收集了延时光谱图像，量化了膜功能退化，并测量了在大气和缺氧条件下储存的菠菜叶的时钟相关和新鲜度标记基因。我们开发了Excel VBA宏，并实现了与照明系统同步的图像记录系统，该系统可以使用硬件触发在任何时间仅提供接收波长范围内的光。这样就完成了成像系统的完全自动化。对随时间测量的光谱图像数据进行主成分分析的结果发现，第一主成分分数可以跟踪样品表面的物理特性随时间的变化，例如由于失水而导致的纹理和张力的损失。另外，关于第二主成分得分的频率分布，可知在5%O2区域中，存在随着保存期间的推移而单调增加的倾向，而在20%O2区域中，则存在单调增加的倾向。结果表明，新鲜度的恶化可能与生物节律和周期性等动态变化有关。另外，在假定水分子自由扩散的情况下、在由于扩散势垒而存在限制的情况下，使用核磁共振装置测定自扩散系数，结果发现无需分离原生质体，收获后残留在叶组织中很明显，随着天数的增加，可以测量细胞膜的扩散渗透系数的变化。此外，我们确认了 23 个时钟相关和新鲜度标记基因的选择性，并分析了从 72 小时内每隔 4 小时采样的样本中提取的 mRNA 的表达水平。我们发现，随着时间的推移，周期性增加或减少的基因被识别出来。。