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

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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。