環境に適応した巧妙な栄養繁殖：ヤムイモの塊茎形成・肥大機構の統合的理解と応用

适应环境的巧妙营养繁殖：山药块茎形成和肥大机制的综合理解和应用

基本信息

批准号：
21K05542
负责人：
濱岡範光
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu 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

项目摘要

本研究では、地上（ムカゴ）と地下（新芋）に塊茎を形成し栄養繁殖するヤムイモのユニークな繁殖様式に着目し、これをダイジョ（Dioscorea alata L.）の生産性向上の鍵として栽培・育種に応用すべく、作物生理学的アプローチから塊茎形成・肥大機構の解明を図る。本年度は、突然変異体の育成を進めるとともに、それら系統の中から長日条件下で塊茎肥大する早生性の候補系統（12系統）を見出した。現在、ターゲット遺伝子の発現解析等により候補系統の遺伝子欠損について調査を進めている。また、これまでに得られたダイジョの塊茎形成・肥大機構およびフィールドレベルでの収量性向上に関する成果を取りまとめ、学術論文として発表した。１）ムカゴ形成：土壌過湿に応答してシンク・ソースバランスが変化し、ムカゴの形成を促進することが明らかとなった。また、本特性には、地下部での過湿感知をシグナルとして、地上部のアブシジン酸レベルが高まること、並びに新芋への転流抑制により地上部の同化産物蓄積が増加して、葉腋の糖濃度が高まることが関与すると考えられた。２）新芋肥大：短日処理後20-30日の間で塊茎肥大が開始することが明らかになった。FT-like遺伝子の発現パターンから、長日下ではDaFT1が塊茎肥大を抑制すること、並びに短日下ではDaFT2が塊茎の肥大成長を促進することが示唆された。暗期の赤色光により塊茎肥大が抑制されたことから、ダイジョの塊茎肥大には光周性があり、赤色光感知による短日応答にはFTを介した制御メカニズムが関与すると考えられた。３）収量性：無支柱栽培における収量性向上の鍵形質を明らかにするため、2ヵ年の圃場試験を実施した。その結果、塊茎の球形度が高い品種ほど無支柱条件での蔓数が多く、これが旺盛な地上部生育を介して高収量に寄与することが明らかになった。

这项研究的重点是山药的独特繁殖风格，这些风格在地面上（蘑菇）和地下（新土豆）形成了块茎，旨在阐明从作物生理方法中的块茎形成和肥大机制，以将其应用于耕种和繁殖，以提高二极管的生产力。在长期条件下块茎扩大的菌株（12个菌株）。目前，我们正在通过对靶基因的表达分析等表达候选菌株中的基因缺陷进行研究。此外，迄今为止获得有关块茎形成和鲑鱼肥大的结果，以及在田间水平上提高产量，并汇编并呈现为学术论文。 1）粘膜形成：据透露，水槽源平衡响应于土壤过度湿度，促进粘膜形成。人们还认为，这种特征也参与了地下高度裂变检测的信号，在地面上的脱甲酸水平升高，并且由于抑制了易位到新马铃薯而在地面上增加了同化产物的积累，从而导致叶轴突糖浓度的增加。 2）新的马铃薯肥大：已经发现块茎肥大在短期治疗后20至30天开始。 FT样基因的表达模式表明，DAFT1在长期内抑制块茎肥大，并且DAFT2在短时间内促进了块茎肥大的生长。由于黑暗时期的红光抑制了块茎肥大，因此匕首中的块茎肥大是光周期的，而FT介导的控制机制被认为与红光检测引起的短期反应有关。 3）产量：进行了两年的现场测试，以阐明提高骨后培养产量的关键特征。结果，发现球形块茎品种越高，在非极端条件下，葡萄藤越多，这通过地上区域的急剧生长而产生了高产量。