私(執行正義)は、平成11年4月より山口大学にて研究活動を開始して以来、毎年少しずつ園芸作物を用いた実験を行ってまいりました。それらの成果が学内的に認められ、平成17年12月22日より平成22年3月31日まで研究主体教員として活動する機会が与えられました。ここでは、上記の期間における研究成果をまとめて記すことにいたします。n=1-8)がシリーズで完成している植物種は非常に限られている。ネギ属植物を含む園芸作物では我々の添加系統シリーズが世界で最初の成功例であり、我々と一部の関係者しか保有していない稀少価値を有するオリジナル植物材料である。染色体工学手法により改良したネギや分球性タマネギ(シャロット)の中から、優れた機能性や病害抵抗性をもつ個体を選抜して育種素材化を目指す。2倍体系統(FF+nA)は次代において染色体数が分離するので種子増殖することができない。FF+nAnA)(プロジェクト番号4)を育成することに成功した。ネギ系統(シャロット1A染色体を一対添加したネギ4倍体系統)がもつ雄性不稔性を利用して(業績番号4-2)、他の優良ネギ品種と交雑して新しいF1系統を作出した。この系統はネギ3倍体に1Aを一本添加したもので、親系統がもつ高ビタミンC含有性を受継ぐとともに、旺盛な生育特性を示した(業績番号3-7、4-3)。ネギ系統(8A染色体を一対添加したネギ2倍体系統)の育成にも成功し、現在、福岡県の博多万能ネギの産地において実用性試験に用いられている。セット加えて3倍体にすることで、シャロットがもつ甘味を増加させるとともに辛味を低減させることにも成功した(業績番号1-11、1-14、3-6、3-9、4-5;プロジェクト番号5)。染色体工学手法により内容成分が増大するものには、含硫黄化合物(プロジェクト番号1)、ペクチン質(業績番号1-13;プロジェクト番号3)およびクロロフィル(業績番号1-15)等があることがわかり、これらに着目した成分育種も開始している。新たなタマネギ雄性不稔系統の開発また、上記のように我々はネギ属植物を用い、自然交雑と染色体倍加を組み合わせた染色体添加技術を開発し、種間雑種を起点とした様々な有用系統を確立してきた。royleiの細胞質とタマネギの核を有する「核置換系統」を作出したところ、この内に完全な雄性不稔の形質が現れることを見いだした(業績番号3-13、3-14、4-6)。雄性不稔は種苗生産上きわめて重要な形質であり、近い将来にタマネギF1種子生産の現場で利用されることが期待されている。染色体に分散して存在することが示唆された(業績番号1-12)。添加がORAC値(米国農務省(USDA)が推奨する抗酸化性の有力な指標)に及ぼす影響に関する調査を行った結果、ポリフェノール産生をつかさどるシャロットの第6染色体をもつネギは、収穫の季節が変動しても、全シーズンを通じて、最も高いORAC値を示した。水産加工品(蒲鉾)作成のための供試ネギ試料には、このシャロットの第6染色体をもつネギを使用した。第6染色体をもつネギのパウダーを加える事は、優位に水産加工品の抗酸化性を増大させる事が判明し、新たな健康食品の開発に繋がる可能性が見出された(プロジェクト番号7)。小林誠教授らの研究により、血管平滑筋はCa2+依存性収縮によって正常血圧を維持するが、Ca2+非依存性の異常収縮は、血管攣縮を引き起こし、突発する血管病(脳梗塞や心筋梗塞等)の主因であることが明らかにされている。そこで、ブタ冠動脈を用いて血管の正常収縮と異常収縮に対するネギ抽出物の効果について検討したところ、血管の正常収縮をほとんど抑制せずに、異常収縮のみを強力に(60%)抑制した。ネギ盤茎の抽出物は、異常収縮を完全に(100%)抑制したが、抽出溶媒により、正常収縮を種々の程度に(9%~82%)抑制した。これらの結果より、ネギの葉身・盤茎には血管異常収縮の特効薬成分が含まれている事が分かった(プロジェクト番号7)。休眠中のシャロット鱗茎部から二次代謝産物を抽出し、様々なフザリウム菌株の成長に対する活性を調べたところ、無極性のブタノール(サポニン)のフラクションのみが様々な程度の負の影響を及ぼすことがわかった。そこで、添加系統シリーズが生産するサポニンの定性を試みたところ、FF+2Aでのみシャロットが特異的に生産するサポニンが観察された。同シリーズを用いてフザリウム菌に対する接種試験を実施したところ、FF+1A、FF+2AおよびFF+3Aは高い抵抗性を有していることが示された。目標:LEDによる精密な光環境制御によって植物の機能性成分含有量を高める技術の開発および厳密な光環境制御下での栽培に適した品種開発を行う。紫外光から可視光まで選択的に照射可能な植物育成装置(人工気象器)を地場の企業と開発し、研究機関向けに販売を開始した(業績番号3-1;プロジェクト番号2)。近紫外光のLED補光装置を開発し、スプラウトネギやリーフレタスに暗期補光した結果、ビタミンCとポリフェノール含量を3倍程度増強することが確認できた(業績番号4-4、4-8;プロジェクト番号2、8)。近紫外LED照射による葉ネギの機能性向上に与える相乗効果さらに、上述した独自の染色体添加系統およびLED照明装置を併用した実験系を構築することにより、機能性成分の含量を著しく向上させた葉ネギ植物体の作出に成功した。mg/100gFW)を示す新しい緑黄色野菜の開発に成功した。この様に、優れた成分特性を示すべくコーディネートされた植物の潜在能力を光環境調節技術により引き出すことが可能であることを立証した(業績番号3-8、3-11;プロジェクト番号2)。目標:欧米の研究者と緊密な連携を図り、タマネギゲノム研究に関わる共同研究を実施し、染色体地図の作成を行う。成果:タマネギゲノムは8本の染色体に分かれ,シロイヌナズナの約107倍にあたる152億9000万塩基対からなるといわれている。したがって、ゲノム完全読破は不可能であり、高密度連鎖地図を用いてその構造を網羅的に理解することが先ずは重要である。添加したネギ系統シリーズ(添加系統シリーズ)」が完成し、膨大な遺伝情報を8本の染色体毎に整理していくことが可能となった。その手始めとして、シャロットの球皮に含まれるフラボノイド類の生合成や球形成に関与する調節遺伝子や全ての構造遺伝子の染色体上での所在を突き止めた(業績番号1-2、1-5、1-6、3-4)。Wisconsin-Madisonが別々に構築した多数のDNAマーカーからなる連鎖地図が対応するタマネギ染色体を決定し(業績番号1-1)、さらに、両地図の統合を後押しした(業績番号3-5、3-10、3-12、3-15)。Researchと連携し、タマネギの機能性多糖類(フルクタン)の蓄積に関与する原因遺伝子の座乗部位を第8染色体上に特定した(業績番号1-3、1-9)。高精度染色体マッピングに関する共同研究をロシア国立農業大学と行い、同遺伝子が座乗する染色体部位を特定した。一方で、シャロットにネギの染色体を添加した系統を用いることにより,野菜茶業研究所が構築したネギ連鎖地図上のマーカーの座乗染色体を特定し,これにより連鎖群と染色体との対応関係を明らかにした(業績番号1-10、1-18)。潜在機能の開拓と新たな食料生産技術への応用」の運営を通して教員相互の交流を進めながら、本学における植物機能開発研究を推進する。各植物科学分野の研究者集団を統合し、「植物の潜在機能の開拓と新たな食料生産技術への応用」研究推進体の主たる構成員として活動した。平成17年度から今年度までに4回の公開シンポジウムの実行委員を務めた。植物機能性成分に関するシンポジムに延べ200名以上の参加者が得られ好評を博した。解散し、「光による植物の制御・診断」等の研究推進体等へ発展的に再編されている。共同研究により、数多くの植物所においてDNA識別マーカーを開発し、品種識別や犯罪捜査に応用した(業績番号1-4、1-7、1-16、1-17)。一方で、研究成果を教育に還元すべく専門書、教科書および総説の執筆を行った(業績番号2-1、2-2、2-3、2-4、2-5)。