果樹研究所

栽培・流通利用研究領域 温暖化研究ユニット

スタッフ

ユニットリーダー (上席研究員)

森口 卓哉 (Takaya MORIGUCHI)

上席研究員

朝倉 利員 (Toshikazu ASAKURA) ※研究支援センター-業務第1科長併任

杉浦 俊彦 (Toshihiko SUGIURA)

主任研究員

今井 剛 (Tsuyoshi IMAI)

中島 育子 (Ikuko NAKAJIMA)

伊東 明子 (Akiko ITO)

杉浦 裕義 (Hiroyoshi SUGIURA) ※ブドウ・カキ研究領域併任

阪本 大輔 (Daisuke SAKAMOTO)

研究員

紺野 祥平 (Shohei KONNO)

 

研究内容の紹介

将来の温暖化影響を評価するマップの作成

ウンシュウミカンの適地の変化
ウンシュウミカンの適地の変化

果樹は気象の影響を特に受けやすい作物であるため、気候の変化により、多大な影響を受けます。それに伴い果樹の栽培に適した地域も移動することが予想されます。果樹はいったん植えると数十年間は同じ樹で栽培を継続する必要があります。そこで、植えかえ更新の際における品種や樹種選択の参考にするための詳細な温暖化影響評価マップを開発しています。

 

果実品質等に現れている温暖化影響の分析

温暖化はすでに始まっているとされていますが、温暖化の影響がすでに現れていることが科学的実証されたものは必ずしも多くはなく、特に私たちの身近な日常生活への直接的な影響についてはほとんど実証されたものがありません。そこで過去の果実の品質の変化と気象との関係を解析することで、温暖化が果実の食味・食感にすでに及ぼしている影響を明らかにしつつあります。

 リンゴ‘ふじ’の糖酸比の長期的な変化

リンゴ‘ふじ’の糖酸比の長期的な変化(長野、11/1時点)

プレスリリース「地球温暖化でリンゴの味が変化している」

 晩霜害の危険度評価と対応技術

モデルで表したナシ花芽の耐凍性の推移と日最低気温との関係(2010年の晩霜害)
モデルで表したナシ花芽の耐凍性の推移と
日最低気温との関係(2010年の晩霜害)

温暖化に伴い、発芽・開花期が早くなる傾向が顕著になっており、落葉果樹では芽吹いた後の低温で枯れてしまう晩霜害の発生が懸念されています。そこで、過去の気象データと霜の被害の状況を詳しく検討し、晩霜害の危険度を評価するモデルを開発するとともに、効率的な防霜対策の開発を進めています。

 

 発芽不良等への対応技術の開発と発生機構の解明

2009年、九州各県では、ニホンナシの露地栽培において発芽不良障害が多発しました。この原因の一つとして凍害が考えられることから、秋から冬季の樹体内水分の動きや、栄養状態から発芽不良との関係を明らかにして対応技術を開発しています。また、ニホンナシの自発休眠覚醒時期の判定法の開発や休眠機構の解明を試みています。さらに、ハウスブドウの着色不良対策として短期の夜間低温処理の効果について検討しています。


ニホンナシの発芽不良の様子で、
芽吹いていない枝が見られます

ニホンナシ品種「幸水」(つくば市)における道管液の糖含量の推移 (横軸のDVIは休眠覚醒に必要な低温の遭遇割合を示す指数)

 果樹の遺伝子導入実験系の開発

世界初のニホンナシの形質転換体
世界初のニホンナシの形質転換体

永年性作物である果樹は、気候変動による影響が翌年におよぶことがあり、樹種の更新も容易ではないため、環境ストレスや病気に強いことが望まれます。そこでこれらのストレス耐性などについて、遺伝子レベルでの解析を可能にする形質転換系の開発を行っています。

 園地の炭素蓄積能力の数値評価

果樹園を含めた農耕地土壌は、温室効果ガスである二酸化炭素の吸収源として期待されます。果樹園は一般的に地面を掘り返さないで栽培(不耕起栽培)されるほか、地表面に下草を生やす草生管理をするなど、他の農耕地と比較して土壌に炭素を蓄積させる能力が高いと考えられます。そこで、果樹園における炭素蓄積能を長期的視点から評価するため、果樹園土壌炭素動態モデルを開発し、果樹園における炭素蓄積量を算出することを試みています。

園地の土壌管理

清耕(せいこう)管理
清耕(せいこう)管理

草生(そうせい)管理
草生(そうせい)管理

主要成果

原著論文

  • Asakura T, Sugiura H, Sugiura T : Comparison of simple statistical model and Brunt-type model to predict daily minimum temperature for spring frost protection : Journal of Agricultural Meteorology 67, 99-105 (2011).
  • Asakura T : Model prediction of the spring phenology for ‘Fuji’ apple : Acta Horticulturae 903, 1135-1140 (2011).
  • Bai S, Saito T, Honda C, Hatsuyama Y, Ito A, Moriguchi T: An apple B-box protein gene, MdCOL11, is involved in UV-B- and temperature-induced anthocyanin biosynthesis: Planta 240, 1051-1062 (2014)
  • Bai S, Saito T, Sakamoto D, Ito A, Fujii H, Moriguchi T :  Transcriptome analysis of Japanese pear (Pyrus pyrifolia Nakai.) flower buds transitioning through endodormancy :  Plant & Cell Physiology 54, 1132-1151 (2013).
  • Imai T, Ubi BE, Saito T, Moriguchi T :  Evaluation of reference genes for accurate normalization of gene expression for real time-quantitative PCR in Pyrus pyrifolia using different tissue samples and seasonal conditions : PLoS One 9, e86492 (2014).
  • Imai T, Ban Y, Yamamoto T, Moriguchi T : Ectopic overexpression of peach GDP-D-mannose pyrophosphorylase and GDP-D-mannose-3’,5’-epimerase in transgenic tobacco plants : Plant Cell & Tissue Organ Culture 111, 1-13 (2012).
  • Ito A, Nishijima T, Saito T, Moriguchi T: Effect of extending the photoperiod with low-intensity red or far-red light on the timing of shoot elongation and flower-bud formation of 1-year-old Japanese pear (Pyrus pyrifolia): Tree Physiology 34, 534-546. (2014).
  • Ito A, Sugiura T, Sakamoto D, Moriguchi T : Effects of dormancy progression and low temperature response on changes in the sorbitol concentration in xylem sap of Japanese pear during winter season : Tree Physiology 33, 398-408 (2013).
  • Ito A, Sakamoto D, Moriguchi T : Carbohydrate metabolism and its possible roles in endodormancy transition in Japanese pear : Scientia Horticulturae 144, 187-194 (2012).
  • Koshita Y, Yamane T, Yakushiji H, Azuma A, Mitani N :  Regulation of skin color in ‘Aki Queen’ grapes: Interactive effects of temperature, girdling and leaf shading treatments on coloration and total soluble solids. : Scientia Horticulturae 129, 98-101 (2011).
  • Liu J-H, Nakajima I, Moriguchi T : Effects of salt and osmotic stresses on free polyamine content and expression of polyamine biosynthetic genes in Vitis vinifera : Biologia Plantarum 55, 340-344 (2011).
  • Nakajima I, Sato Y, Saito T, Moriguchi T, Yamamoto T : Agrobacterium-mediated genetic transformation using cotyledons in Japanese pear (Pyrus pyrifolia) : Breeding Science 63, 275-283 (2013).
  • Nakajima I, Ito A, Moriya S, Saito T, Moriguchi T, Yamamoto T : Adventitious shoot regeneration in cotyledons from Japanese pear and related species : In Vitro Cellular Developmental Biology –Plant- 48, 396-402 (2012).
  • Peng T, Saito T, Honda C, Ban Y, Kondo S, Liu J-H, Hatsuyama H, Moriguchi T : Screening of UV-B-induced genes from apple peels by SSH: possible involvement of MdCOP1-mediated signaling cascade genes in anthocyanin accumulation : Physiologia Plantarum 148, 432-444 (2013).
  • Peng T, Moriguchi T : The molecular network regulating the coloration in apple : Scientia Horticulturae 163, 1-9 (2013).
  • Saito T, Bai S, Imai T, Akiko Ito A, Nakajima I, Moriguchi T: Histone modification and signaling cascade of the dormancy-associated MADS-box gene, PpMADS13-1, in Japanese pear (Pyrus pyrifolia) during endodormancy: Plant Cell & Environment 38, 1157-1166 (2015).
  • Saito T, Tuan PA, Katsumi-Horigane A, Bai S, Ito A, Sekiyama Y, OnoH, Moriguchi T: Development of flower buds in the Japanese pear (Pyrus pyrifolia) from late autumn to early spring: Tree Physiology 35, 653-662 (2015).
  • Saito T, Bai S, Ito A, Sakamoto D, Saito T, Ubi BE, Imai T, Moriguchi T :  Expression and genomic structure of the dormancy-associated MADS box genes MADS13 in Japanese pears (Pyrus pyrifolia Nakai) that differ in their chilling requirement for endodormancy release : Tree Physiology 33, 654-667 (2013).
  • Sakamoto D, Nakamura Y, Yokoyama M, Ifuku O, Moriguchi T : Effects of 9-hydroxy-10-oxo-12(Z), 15(Z)-octadecadienoic  acid (KODA) on lateral primordial formation in the apical flower buds of Japanese pear [Pyrus pyrifolia (Burm f.) Nakai] : Scientia Horticulturae 140, 33-38 (2012).
  • Sugiura T, Sakamoto D, Koshita Y, Sugiura H, Asakura T: Predicted changes in locations suitable for tankan cultivation due to global warming in Japan: Journal of the Japanese Society for Horticultural Science 83,117–121 (2014).
  • Sugiura T, Ogawa H, Fukuda N, Moriguchi T : Changes in the taste and textural attributes of apples in response to climate change : Scientific Reports 3, 2418 (2013).
  • Sugiura T, Sumida, H, Yokoyama, S Ono, H : Overview of  recent effects of global warming on agricultural production in Japan : JARQ 46,7-13 (2012).
  • 杉浦俊彦・杉浦裕義・阪本大輔・朝倉利員:果樹の生育変化と異常 : 地球環境, 17, 75-81 (2012).
  • Ubi BE, Saito T, Bai S, Nishitani C, Ban Y, Kazuo Ikeda K, Ito A, Moriguchi T :  Characterization of 10 MADS-box genes from Pyrus pyrifolia and their differential expression during fruit development and ripening :  Gene 528, 183-194 (2013).
  • Wen X-P, Ban Y, Inoue H, Matsuda N, Kita M, Moriguchi T : Antisense inhibition of a spermidine synthase gene hoghlights a role of polyamines for stress alleviation in pear shoots subjected to salinity and cadmium : Environmental and Experimental Botany 72, 157-166 (2011).
  • Wen X-P, Ban Y, Pang X-M, Moriguchi T : Identification of differentially expressed genes potentially related to stress tolerance in a transgenic line of European pear over-expressing an apple spermidine synthase gene (MdSPDS1) : Journal of Horticultural Science & Biotechnology 86, 146-152 (2011).

特許

伊東明子 : 低温要求性落葉樹の自発休眠覚醒期判定方法: 出願番号 特開2013-128479 (審査請求中)

成果情報

夜間遠赤色光照射はニホンナシの枝伸長停止期と花芽形成期を早める(2014)

自発休眠に関わるDAM遺伝子はCBFを介して低温シグナル情報を受ける(2014)

リンゴの赤着色に関わるMYBはCOL11から光・温度情報を受ける(2014)

冬季のニホンナシ枝道管液糖含量は休眠覚醒と低温反応の両方の影響を受ける(2013)

ニホンナシ子葉へのアグロバクテリウム感染には超音波処理が有効である(2013)

地球温暖化によりリンゴの品質に長期的な変化が起きている(2013)

ニホンナシ「あきづき」と「秋麗」は溶液受粉が可能である(2013)

ニホンナシ「幸水」の一年枝および花芽における冬季の糖代謝の特徴(2012)

夕方の相対湿度と露点温度から翌朝の最低気温を予測する簡便式(2011)

 

プレスリリース

遠赤色光の照射によるニホンナシの花芽形成促進 - 猛暑の年でも安定した花芽形成技術を開発 -(2015.4)