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神崎　真哉 （カンザキ　シンヤ）

  • 農学部 農業生産科学科　教授
Last Updated :2024/04/25

コミュニケーション情報 byコメンテータガイド

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    果物に関する研究をしています。特にカキやマンゴーの育種を効率よく進める方法をDNA解析等を利用して開発しています。その他の温帯果樹、熱帯果樹の栽培に関する研究も行っています。

研究者情報

学位

  • 農学修士（京都大学）
  • 農学博士（京都大学）

ホームページURL

J-Global ID

研究キーワード

  • 果樹園芸学   Pomology   

現在の研究分野（キーワード）

    果物に関する研究をしています。特にカキやマンゴーの育種を効率よく進める方法をDNA解析等を利用して開発しています。その他の温帯果樹、熱帯果樹の栽培に関する研究も行っています。

研究分野

  • 環境・農学 / 園芸科学

学歴

  • 1994年04月 - 2000年03月   京都大学   農学研究科   農学
  • 1990年04月 - 1994年03月   京都大学   農学部

所属学協会

  • 日本園芸学会   

研究活動情報

論文

  • Kosuke Shimizu; Tetsuya Matsukawa; Risa Kanematsu; Kimihisa Itoh; Shinya Kanzaki; Shigeru Shigeoka; Shin'ichiro Kajiyama
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry 2021年05月 [査読有り]
     
    Headspace solid-phase microextraction combined with GC/MS (HS-SPME-GC/MS) is one of the strongest tools for comprehensive analysis of volatile compounds and has been used to analyze aromatic components of mango and investigate its varietal characteristics. In this study, profiling of aroma compounds in 17 mango cultivars, grown in the same green house to exclude the effect of environmental factors, was conducted and the patterns were subjected to principal component analysis (PCA) to identify the relationship between the aroma components and cultivars. Fifty-nine different volatile constituents were detected from the blends of these 17 mango cultivars. The cultivars were divided into four clusters using PCA based on the volatile components determined in the study. Aiko was found to mainly contain δ-3-carene and showed a composition more similar to its pollen parent, Irwin, than to its seed parent, Chiin Hwang No. 1.
  • 志水恒介; 巽賢太郎; 宇都宮直樹; 神崎真哉; 伊藤仁久; 重岡成
    熱帯農業研究 14 1 2021年 [査読有り]
  • 志水 恒介; 巽 賢太郎; 宇都宮 直樹; 神崎 真哉; 伊藤 仁久; 重岡 成
    園芸学研究 20 1 87 - 94 2021年01月 [査読有り]
  • Shinya Kanzaki; Asuka Ichihi; Yuta Tanaka; Shiina Fujishige; Sota Koeda; Kosuke Shimizu
    Scientia Horticulturae 272 109567 - 109567 2020年10月 [査読有り]
     
    The skin color of mature mango (Mangifera indica L.) fruit varies from green to red depending on cultivars. Red coloration of mango fruit skin is due to anthocyanin accumulation and is known to be induced by light exposure as in some other fruit crops. Recently, several investigations on the genes involved in anthocyanin biosynthesis in mango fruit skin have been conducted, to understand the molecular mechanism underlying red coloration of the mango fruit. In the present study, we investigated the characteristics of four R2R3-MYB transcription factors (TF) including MiMYB1, which is assumed to be the MYB TF regulating anthocyanin biosynthesis in mangoes. The deduced amino acid sequence of MiMYB1 showed a high degree of similarity with the anthocyanin-related R2R3-MYB TFs from other plant species and contained two conserved motifs defining the anthocyanin-related MYB TFs. Expression analysis in the mango fruit skin under different light conditions showed that the expression of MiMYB1 increased as the intensity of light exposure increased, parallel to anthocyanin accumulation and the expression of some structural genes of the anthocyanin biosynthetic pathway. In addition, a transient expression assay of tobacco leaves showed that co-infiltration of MiMYB1 and MibHLH2, which is a bHLH TF of mango, induced anthocyanin accumulation in tobacco leaves. These results suggest that MiMYB1 acts as the key regulator for anthocyanin biosynthesis in mango fruit skin, and that light-dependent red coloration of mango fruit skin is regulated by MiMYB1 in transcript levels.
  • Sota Koeda; Ikuya Fujiwara; Yuki Oka; Elly Kesumawati; Sabaruddin Zakaria; Shinya Kanzaki
    Plant Disease 104 12 3221 - 3229 2020年06月 [査読有り]
     
    Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), a monopartite begomovirus that originated in the eastern Mediterranean, has spread worldwide, becoming a serious threat to tomato (Solanum lycopersicum L.) production. Southeast Asia is considered one of the hotspots for begomovirus diversity, and a wide variety of local begomovirus species distinct from TYLCV have been identified. In this study, the protection effect of introgressions of single TYLCV Ty resistance genes, Ty-2 and Ty-3a, in tomato was examined against inoculations of the bipartite begomoviruses Tomato yellow leaf curl Kanchanaburi virus (TYLCKaV) and Pepper yellow leaf curl Indonesia virus (PepYLCIV) isolated from Indonesia. Our findings suggest that Ty-2 in the heterozygous state was found to be ineffective against PepYLCIV and TYLCKaV, whereas Ty-3a in the heterozygous state was effective against PepYLCIV and partially effective against TYLCKaV. Quantification of viral DNAs showed correlation between symptom expression and viral DNA accumulation. Moreover, mixed infections of TYLCKaV and PepYLCIV caused notably severe symptoms in tomato plants harboring Ty-3a. In cases of mixed infection, quantifying viral DNAs showed a relatively high accumulation of PepYLCIV, indicating that Ty-3a loses its effectiveness against PepYLCIV when TYLCKaV is also present. This study demonstrates the lack of effectiveness of Ty resistance genes against single and mixed infections of distinct local begomoviruses from Southeast Asia.
  • Katayama-Ikegami Ayako; Byun Zion; Okada Suzuka; Miyashita Masahiro; Katayama Takane; Sakamoto Tomoaki; Ichihi Asuka; Shimizu Kosuke; Kanzaki Shinya
    The Horticulture Journal 一般社団法人 園芸学会 2020年 [査読有り]
     

    Red mangos (Mangifera indica L.) accumulate appreciable amounts of cyanidin-based anthocyanins in the skin, and previous studies showed that these anthocyanins contain galactose as a sugar moiety. To date, two UDP:flavonoid 3-O-glycosyltransferase (UFGT)-like genes named MiUFGT1 and MiUFGT3 (MiUFGalT3) have been isolated from mango 'Irwin' peel as anthocyanin-related UFGT genes, but the function of the proteins of the genes have not yet been elucidated. In this study, we characterized recombinant MiUFGT1 and MiUFGalT3 expressed in Escherichia coli. In the presence of quercetin as an acceptor, rMiUFGT1 showed marginal glucosylation activity, while rMiUFGalT3 exhibited significant galactosylation activity 20-fold higher than its glucosylation activity. Specificity analysis using purified MiUFGalT3 found that rMiUFGalT3 almost equally accepts anthocyanidins and flavonols. The anthocyanins extracted from the 'Irwin' skins were cyanidin 3-O-galactoside and 7-O-methylcyanidin 3-O-galactoside by instrumental analyses, which is consistent with previous results obtained for other red mango cultivars. The results suggest that MiUFGalT3 is responsible for the red coloration of 'Irwin' mango fruit skins.

  • Sota Koeda; Ryutaro Nakano; Takaya Sawaki; Kosuke Sato; Yoshiyuki Tanaka; Shinya Kanzaki
    The Horticulture Journal 89 4 460 - 465 2020年 [査読有り]
  • Hoa Tran; Shinya Kanzaki; Ludwig Triest; Inaki Hormaza; Na Jong Kuk; Ray Ming; Jean Bousquet; Damase Khasa; Patrick Van Damme
    Genetic Resources and Crop Evolution 66 1653 - 1669 2019年12月 [査読有り]
     
    © 2019, Springer Nature B.V. We report on 14 microsatellites enriched in CT repeats obtained from a genomic library of lychee (Litchi chinensis Sonn.) cultivar “Hong Huay”. The polymorphisms revealed by these microsatellites were evaluated in a collection of 45 local Vietnamese lychee varieties and 4 Xerospermum noronhianum (Blume) Blume (Sapindaceae) collected from the wild. Samples were collected from local villages and forests in northern Vietnam. Genetic diversity parameters were estimated for the local Vietnamese varieties analyzed. The unweighted pair-group method of clustering using averages divided the lychee cultivars into three main groups: Cluster 1 (Group A) consisting of semi-natural lychees (“extremely early” lychee); Cluster 2 (Group B) consisting of cultivated cultivars (“intermediate” lychee); and Cluster 3 (Group C) representing X. noronhianum accessions. Using STRUCTURE, three subpopulations were also delimited among litchi accessions, including accessions with extremely early- and intermediate/late-maturing traits showing membership coefficients above 0.99 for Cluster 1 and Cluster 2, respectively. Accessions with early- and intermediate-maturing traits were identified as admixture forms with varying levels of membership shared between the two clusters, indicating their hybrid origin during litchi domestication. This is the first report on transferability of SSR markers developed from lychee (L. chinensis) to X. noronhianum. Results demonstrate the usefulness of microsatellites for identification, genetic diversity analysis and germplasm conservation in lychee and related Sapindaceae forest species.
  • Elly Kesumawati; Shoko Okabe; Kanami Homma; Ikuya Fujiwara; Sabaruddin Zakaria; Shinya Kanzaki; Sota Koeda
    Archives of virology 164 9 2379 - 2383 2019年09月 [査読有り]
     
    During 2017, leaf samples of chili pepper (Capsicum annuum), tomato (Solanum lycopersicum), and tobacco (Nicotiana tabacum) plants exhibiting yellowing and curling symptoms were collected from Aceh province, Indonesia. These samples were used to isolate and sequence viral genomic DNA. Six isolates with complete DNA-A and DNA-B sequences of begomovirus were obtained, all of which showed >99% sequence identity to the others. DNA-A sequences shared the highest nucleotide sequence identity (89.3%-89.7%) with monopartite pepper yellow leaf curl Indonesia virus 2 (PepYLCIV2) and the second-highest sequence identity (87.3%-87.4%) with bipartite pepper yellow leaf curl Indonesia virus (PepYLCIV). The DNA-B sequences shared the highest nucleotide sequence identity (95%-97.5%) with PepYLCIV. Results of recombination analysis indicated that the novel begomovirus was a recombinant. In accordance with the guidelines for begomovirus species demarcation, these isolates should be assigned to a new species, and we have proposed the name ''pepper yellow leaf curl Aceh virus'' (PepYLCAV) for this virus.
  • Shinya Kanzaki; Shiori Kamikawa; Asuka Ichihi; Yuta Tanaka; Kosuke Shimizu; Sota Koeda; Naoki Utsunomiya
    The Horticulture Journal 88 4 435 - 443 2019年 [査読有り]
     
    <p>The red coloration of the mango 'Irwin' skin is an important factor determining its value in the Japanese domestic luxury fruit market. In the present study, to investigate the molecular mechanism underlying anthocyanin biosynthesis of mango fruit skin, UFGT-like genes were isolated and the expression profile of anthocyanin-related genes was determined. Several UFGT-like genes were identified in transcriptome data of red 'Irwin' mango skin and two genes, <i>MiUFGT1</i> and <i>MiUFGT3</i>, were considered to be involved in mango skin coloration. Deduced amino acid sequences of these genes exhibited high similarity to other plant UFGTs and contained the conserved PSPG box common to the glycosyltransferase family. The presence of a glutamine and a histidine residue at the C-terminus end of the PSPG box in <i>MiUFGT1</i> and <i>MiUFGT3</i>, respectively, implied that <i>MiUFGT1</i> and <i>MiUFGT3</i> use glucose and galactose, respectively, as a sugar donor; however, the actual function and sugar donor preference of these enzymes remain to be elucidated. Expression analysis of anthocyanin-related genes during skin coloration suggested that <i>MiCHS</i> and <i>MiANS</i>, as well as <i>MiUFGT1</i> and <i>MiUFGT3</i>, play important roles in the anthocyanin biosynthesis of mango fruit skin and that the expression of these genes is regulated by the MYB transcription factor, as reported in other plant species.</p>
  • Sota Koeda; Kanami Homma; Yuri Tanaka; Daiki Onizaki; Elly Kesumawati; Sabaruddin Zakaria; Shinya Kanzaki
    The Horticulture Journal 87 3 364 - 371 2018年 [査読有り]
     
    © 2018 The Japanese Society for Horticultural Science (JSHS), All rights reserved. Indonesia is one of the world’s largest fresh pepper (Capsicum spp.) fruit-producing countries, and hot peppers are essential spices in Indonesian cuisine. During the last two decades, begomovirus, which is transmitted by the whitefly, Bemisia tabaci (Gennadius), and causes pepper yellow leaf curl disease, began to cause a huge economic loss by damaging pepper plants in Indonesia. In the present study, a highly efficient inoculation method was established for Pepper yellow leaf curl Indonesia virus (PepYLCIV), the most infectious bipartite begomovirus in pepper plants cultivated in North Sumatra, by combining agroinoculation and subsequent grafting. Partial tandem repeats of PepYLCIV DNA A and B were constructed and cloned into a binary pGreenII vector, and their infectivity was tested. Co-inoculation of Nicotiana benthamiana L. and Solanum lycopersicum L. ‘Momotaro’ with PepYLCIV DNA A and DNA B resulted in the production of typical begomoviral symptoms. Both the injection of the cotyledons with cultured agrobacteria and the inoculation of the hypocotyl with agrobacterial colonies induced viral symptoms in pepper No. 218 (C. annuum L.) seedlings in approximately 55–75%. When agroinoculated symptomatic No. 218 was grafted onto an uninfected ‘Takanotsume’ (C. annuum), all newly elongated shoots from the rootstock of ‘Takanotsume’ produced typical begomoviral symptoms. Agroinoculation combined with subsequent grafting provides a highly efficient method for introducing PepYLCIV into pepper plants.
  • Sota Koeda; Kanami Homma; Yuri Tanaka; Elly Kesumawati; Sabaruddin Zakaria; Shinya Kanzaki
    HORTICULTURE JOURNAL 86 4 479 - 486 2017年 [査読有り]
     
    Tomato yellow leaf curl disease caused by begomoviruses is a serious threat to tomato (Solanum lycopersicum L.) production. If begomoviruses, transmitted by whitefly (Bemisia tabaci), infect tomato plants during early growth, production can be almost entirely lost. Tomato yellow leaf curl Kanchanaburi virus (TYLCKaV), a bipartite Begomovirus, is emerging as an important threat to solanaceous crop production in Southeast Asia. The lack of mechanical transmission of some begomoviruses is a major experimental constraint. In this study, an agroinoculation method using TYLCKaV in tomato plants was established. Partial tandem repeats of TYLCKaV DNA A and DNA B were constructed and cloned to a binary pGreenII vector, and their infectivity was tested. Co-inoculation of TYLCKaV DNA A and DNA B to Nicotiana benthamiana L. produced typical begomoviral symptoms, and both of the viral DNA components accumulated in the upper uninoculated leaves, suggesting systemic infection of TYLCKaV. Two agroinoculation methods were conducted on tomatoes. First, excised sections of tomato shoots were agroinoculated with a soaking procedure. Although two Agrobacterium tumefaciens strains were tested, approximately 40% of inoculated plants only showed viral symptoms for EHA105. Second, agrobacterium from a cultured petri dish was directly inoculated with a colony inoculation procedure. When EHA105 was used, approximately 92% of inoculated plants showed viral symptoms. Sequencing the recovered viral DNA from the upper uninoculated leaf clarified that TYLCKaV had successfully infected the tomato plants. The colony inoculation procedure is labor-saving, and viral symptoms develop in susceptible tomato plants within approximately a month from sowing the seeds. This method could contribute to simple and speedy evaluation of TYLCKaV resistance of tomato plants.
  • Dan E. Parfitt; Keizo Yonemori; Chitose Honsho; Mitsunori Nozaka; Shinya Kanzaki; Akihiko Sato; Masahiko Yamada
    TREE GENETICS & GENOMES 11 2 2015年04月 [査読有り]
     
    A molecular marker analysis for Asian persimmon cultivar relationships and pollination status was conducted with 496 amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers and 146 cultivars of Asian origin. Cultivars from China, Korea, and Japan were evaluated for marker composition and pollination status, which strongly influences fruit characteristics. Separation of Chinese, Korean, and Japanese cultivar groups and pollination type by neighbor-joining clustering, multidimensional scaling, and STRUCTURE was only weakly supported and not genetically significant. Significant differences for cultivar origin and pollination status were found for analysis of molecular variance (AMOVA), but most of the variation was among cultivars, not classification groups. All of the cultivar groups were genetically similar at the molecular level with most polymorphism due to individual cultivar differences.
  • Nobuhito Mitani; Atsushi Kono; Masahiko Yamada; Akihiko Sato; Shozo Kobayashi; Yusuke Ban; Toshihito Ueno; Mikio Shiraishi; Shinya Kanzaki; Tomoyuki Tsujimoto; Keizo Yonemori
    HORTSCIENCE 49 9 1132 - 1135 2014年09月 [査読有り]
     
    Persimmon (Diospyros kaki Thunb) is hexaploid, and the pollination-constant, non-astringent (PCNA)/non-PCNA trait of Japanese origin is qualitatively controlled by the AST/ast alleles at a single locus and the PCNA trait is recessive to the non-PCNA trait. To avoid inbreeding depression led by repeated crosses among PCNA genotypes, non-PCNA genotypes should be used as cross parents. The marker-assisted selection system has been developed for the selection of PCNA offspring in the progeny derived from the cross of non-PCNA 'Taigetsu' (non-PCNA 'Kurokuma' X PCNA 'Taishu') to PCNA 'Kanshu'. The primer pairs E8.5/E9r and 7H9F/AST-R were used for detecting the molecular markers A(1) and A(3), respectively, which link AST alleles. Complete agreement was found between the sequence-characterized amplified region (SCAR) marker genotype and fruit astringency phenotype of the 48 offspring. The result confirmed that the marker-assisted selection using those markers was highly practical. In a larger offspring population (522 offspring) from the same cross, offspring segregated into 100 with both markers, 162 with only A(1), 179 with A(3), and 81 with neither, and this segregation ratio was significantly different from 2:3:3:2, which is the segregation ratio of random chromosome assortment in autohexaploid. The percentage of offspring expected to be PCNA was 15.5% (81 of 522), which was slightly lower than 20%.
  • Nobuhito Mitani; Atsushi Kono; Masahiko Yamada; Akihiko Sato; Shozo Kobayashi; Yusuke Ban; Toshihito Ueno; Mikio Shiraishi; Shinya Kanzaki; Tomoyuki Tsujimoto; Keizo Yonemori
    Scientia Horticulturae 170 219 - 223 2014年05月 [査読有り]
     
    Pollination-constant, non-astringent (PCNA) type persimmons (Diospyros kaki Thunb.) steadily lose fruit astringency and are more desirable than other types of persimmons. The PCNA/non-PCNA trait is qualitatively controlled by AST/ast alleles at a single locus. Persimmons are hexaploid, and PCNA of Japanese origin and non-PCNA genotypes are denoted as aaaaaa and A----, respectively, if AST gene denotes A and ast gene denotes a. 'Taiten' is an F-1, non-PCNA persimmon offspring with genotype AAaaaa derived from PCNA x non-PCNA, and molecular markers linked AST alleles in 'Taiten' shows polymorphism as A(2) and A(3), so that the genotype of 'Taiten' can show A(2)A(3)aaaa using the alleles of molecular marker. Offspring from a backcross of 'Taiten' x 'Kanshu' (PCNA) were evaluated. The astringency type was analyzed phenotypically, by fruit sensory and brown specks tests, and genotypically by SCAR markers with PCR primer pairs (E4/A2r for detecting the SCAR marker A(2) and 7H9F/AST-R for both A(2) and A(3)). The ratio of PCNA offspring was 43/251 (17.1%), and there was discrepancy between the phenotypic evaluation and SCAR marker estimation in only 3 offspring. The ratio was not significantly different from the theoretical ratio of nulliplex in autohexaploid. The PCNA offspring segregation ratio was 36/151 (23.8%) for 'Fuyu' (PCNA) x 'Taiten' and 6/29 (20.7%) for 'Tenjingosho' (PCNA) x 'Taiten' (nearly the same ratio reported for 'Taiten' x 'Kanshu'). Marker-assisted selection using SCAR markers is thus effective and practical in persimmon breeding. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • 神崎 真哉; 井上 紘一; 宇都宮 直樹; 矢野 正善
    園芸学研究 12 1 1 - 7 園芸学会 2013年 [査読有り]
     
    本研究では7種類のモミジSSRマーカーを開発し，それらを用いてモミジ園芸品種107品種の多様性解析を行った．全部で87個の対立遺伝子が検出され，遺伝子座当たりの対立遺伝子数は4～25個，平均12.43個となった．ほとんどの品種で独自のSSRプロファイルを持っており，品種識別マーカーとしての有効性が確認された．7遺伝子座すべてで同一のプロファイルを示したグループもいくつかあったが，それらは枝変わりや異名同種であると考えられた．主成分分析の結果，供試した107品種はイロハモミジ系品種群（Palmatumグループ）とオオモミジ・ヤマモミジ系品種群（Amoenumグループ）の2つのグループに分けられた．AMOVAによりこれらのグループ間の変異は有意であることが示された．また，園芸品種においては，オオモミジ系品種群とヤマモミジ系品種群を明確に区別することはできないことが示された．以上の結果より，イロハモミジ系品種の多くはオオモミジ・ヤマモミジ系品種とは離れて独自に発達してきたのに対し，モミジ園芸品種においてはA. amoenumの2つの変種を遺伝的に区別することはできないことが示された．
  • Masahiro Nakagawa; Chitose Honsho; Shinya Kanzaki; Kousuke Shimizu; Naoki Utsunomiya
    SCIENTIA HORTICULTURAE 139 108 - 117 2012年05月 [査読有り]
     
    Mango (Mangifera indica L.) is one of the most important evergreen fruit trees, but it has a high tendency of biennial bearing because of irregular flowering. In this study, a FLOWERING LOCUS T-like (FT-like) gene was isolated from mango (MiFT) and characterized. The deduced amino acid sequence of MiFT showed high identity of the gene to other plant FT-like genes, and further, MiFT expression increased only in the leaves under floral-inductive conditions. Comparison of heavy crop load (HC) and no crop load (NC) mango trees showed that MiFT expression strongly increased only in NC trees under cool temperature. In NC trees, almost all the apical buds formed panicles, whereas in HC trees, only a few panicles were produced in the next season of fruit set. Further. HC trees had lower starch content in the shoots than NC trees. Furthermore, application of 250-ppm gibberellin 3 (GA(3)) completely inhibited flowering and MiFT expression in both HC and NC trees. GA metabolism genes were also isolated from mango and their expression patterns were investigated. Gibberellin-3-oxidase (GA3-ox) controls the final step of biosynthesis of active GA, and its gene expression surged only in HC trees under cool temperature. In conclusion, MiFT is considered a key factor in mango flowering, and regulation of MiFT expression through GA metabolism was discussed. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Chitose Honsho; Marie Inada; Ken-ichi Yuji; Masahiro Tojiki; Shigefumi Kurogi; Shinya Kanzaki; Takuya Tetsumura
    JOURNAL OF THE JAPANESE SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 81 1 27 - 34 2012年01月 [査読有り]
     
    Although Japanese mango is produced under a fairly unique cultivation system and fetches high prices at market, further growth of the mango industry in Japan requires the development of new cultivars. However, since individual mango flowers are quite small, no more than 1 cm in diameter, a large number of skilled workers is necessary for artificial pollination, thus making it difficult to obtain a sufficient number of progenies for breeding. We therefore evaluated a methodology whereby progenies were obtained by open pollination and their male parent was subsequently determined by DNA markers. Two mango cultivars ('Irwin' and 'Beni-Keitt') were arranged in a plastic house and honeybees were released as a pollen vector for open pollination. Harvested fruits were characterized and their seeds were sown in a bed. The male parent of the germinated seedlings was then identified by five simple sequence repeat (SSR) markers. As a result of SSR genotyping, the male parents of 185 of 239 'Irwin' seedlings were revealed; 79 were obtained by self-pollination and 106 from out-crossing. For 'Beni-Keitt', the male parent of 14 of the 20 seedlings was determined with two self-pollinated and 12 out-crossed. Preferential out-crossing in 'Irwin' was revealed using the chi-square test, although the considerable number of self-pollinated fruit obtained shows that a sufficient number of fruit can be set in a single-planted orchard. The effect of the male parent on fruit characteristics was subsequently examined, revealing that in 'Irwin' the Brix value of self-pollinated fruits was significantly higher than that of cross-pollinated fruits. Certain color values were, however, lower in self-pollinated 'Irwin' fruits.
  • Ayako Ikegami; Sai Eguchi; Takashi Akagi; Akihiko Sato; Masahiko Yamada; Shinya Kanzaki; Akira Kitajima; Keizo Yonemori
    JOURNAL OF THE JAPANESE SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 80 2 150 - 155 2011年04月 [査読有り]
     
    Persimmon cultivars are classified into four types depending on the nature of astringency loss of the fruit, namely pollination constant non-astringent (PCNA), pollination variant non-astringent (PVNA), pollination variant astringent (PVA), and pollination constant astringent (PCA). Among these four types, PCNA is the most important cultivar for persimmon breeding due to the stable loss of natural astringency on the tree. The trait of natural astringency loss is recessive in Japanese PCNA cultivars, while that in the Chinese PCNA cultivar, 'Luo tian tian shi', is dominant and the latter locus, termed CPCNA, is different from that in Japanese cultivars. In order to develop a molecular marker for the selection of the CPCNA-type cultivar, we performed amplified fragment length polymorphism (AFLP) in combination with bulked segregant analysis for F-1 offspring derived from 'Luo tian tian shi', which was used as the maternal parent. A total of 384 primer combinations were tested, and three AFLP markers, namely EACT-MCCC-222 (RO1), EGGC-MCTC-309 (RO2), and EGCC-MCGA-105 (RO3), linked to the CPCNA dominant allele were obtained. Among these markers, EGGC/MCTC-309 (RO2) was converted into a sequence-characterized amplified region (SCAR) marker. PCR analysis using F-1 offspring (n = 264) revealed that the relevance ratio of the SCAR marker was 94%. The polymorphism of the RO2 marker, which was strongly linked to the CPCNA dominant allele, was detected in only two Chinese PCNA cultivars, namely 'Luo tian tian shi' and 'Tian bao gai', among the Chinese, Korean, and Japanese cultivars tested. These results indicate that the RO2 marker contributes to marker-assisted selection for breeding programs of new PCNA cultivars having the CPCNA trait.
  • Shinya Kanzaki; Takashi Akagi; Takuya Masuko; Miyuki Kimura; Masahiko Yamada; Akihiko Sato; Nobuhito Mitani; Naoki Ustunomiya; Keizo Yonemori
    JOURNAL OF THE JAPANESE SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 79 2 150 - 155 2010年04月 [査読有り]
     
    In previous studies, we have developed molecular markers linked to the AST locus that controls fruit astringency type in persimmon; however, these markers are not feasible for practical application to breeding programs since they are not fully effective for discriminating the pollination constant and non-astringent (PCNA) genotype from the non-PCNA genotype in a progeny derived from 'Kurokuma'. Here we developed new sequence characterized amplified region (SCAR) markers that enable easy and reliable selection of the PCNA genotype from breeding populations. Genomic regions adjacent to probe 5R, which showed polymorphic fragments between PCNA and non-PCNA genotypes in restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis, were isolated from the genomic libraries of 'Nishimura-wase', 'Jiro', and 'Kurokuma'-derived offspring. The isolated genomic regions were characterized and 3 insertion/deletion mutations were observed between ast- and AST-linked regions. Several primers were designed in the flanking region of Indel-3 and, in multiplex PCR, it was shown that using 2 forward primers, AST-F and PCNA-F and a reverse primer, 5R3R, is the most useful and reliable primer set. The AST-linked 220-bp fragment proved to be a common marker of 'Kurokuma'-, 'Nisimura-wase'- and 'Aizumishirazu'- derived progenies. This multiplex PCR is considered the most practical tool for marker-assisted selection (MAS) and can enhance and accelerate progress in persimmon breeding.
  • Takashi Akagi; Yumi Takeda; Keizo Yonemori; Ayako Ikegami; Atsushi Kono; Masahiko Yamada; Shinya Kanzaki
    JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 135 1 59 - 66 2010年01月 [査読有り]
     
    Persimmon (Diospyros kaki Thunb.) is generally hexaploid, and a single AST locus controls the pollination-constant non-astringency trait on each of six corresponding chromosomes. The pollination-constant non-astringent (PCNA) genotype is nulliplex and requires homozygous recessive alleles (ast) at the AST locus. There are several non-PCNA cultivars/selections that could be cross parents; however, the probability of yielding nulliplex offspring depends on the number of recessive alleles (ast). In genotyping for the AST locus in hexaploid persimmon, in contrast to the situation in diploid plants, we need to detect the AST/ast allele dosage; this cannot be detected by common codominant markers. In this study, we detected the allele dosage of M(ast), which is a marker allele strongly linked to the ast allele among cultivars, by quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR) using three reference sites, actin (DkAct), anthocyanin reductase (DkANR), and L5R, whose sequences are conserved in the genome of persimmon cultivars. Based on the allele dosage of the M(ast), AST/ast genotypes were estimated for 63 non-astringent cultivars/selections, of which only five cultivars/selections were estimated to be simplex or duplex. The quantitative genotyping method using qPCR may be generally effective for polyploid plants.
  • Takashi Akagi; Shinya Kanzaki; Mai Gao; Ryutaro Tao; Dan E. Parfitt; Keizo Yonemori
    TREE GENETICS & GENOMES 5 3 483 - 492 2009年07月 [査読有り]
     
    Persimmon (Diospyros kaki Thunb.) is a polyploidy fruit tree species of economic importance to East Asia. Natural astringency loss is an important trait in persimmon breeding programs. Quantitative real-time PCR was used to determine the number of AST/ast alleles for fruit astringency in persimmon (D. kaki Thunb.). To this end, the cultivar Jiro was transformed with one or two copies of a gene encoding NADP-dependent sorbitol-6-phosphate dehydrogenase (S6PDH), which was used as a standard for measuring the allele number of a sequenced marker tightly linked to the recessive ast locus for nonastringency. Primers for markers linked to the AST or ast allele were then used to measure the AST to ast ratio directly in the progeny of a full-sib cross. From determination of the AST to ast ratio and the results of the S6PDH copy number, the number of AST and ast alleles at the AST/ast locus was estimated. This research supported the hypothesis that D. kaki is a hexaploid with six AST and/or ast alleles. In addition to the determination of the allelic status of the AST locus, the application of real-time PCR for confirmation of the ploidy level and allelic composition of target genes in autopolyploids or allopolyploids was demonstrated.
  • Shinya Kanzaki; Masahiko Yamada; Akihiko Sato; Nobuhito Mitani; Naoki Ustunomiya; Keizo Yonemori
    JOURNAL OF THE JAPANESE SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 78 1 68 - 73 2009年01月 [査読有り]
     
    Persimmon (Diospyros kaki Thunb.) cultivars are classified into 4 types depending on the relationship between astringency of the mature fruit and the effect of seeds on the loss of astringency, and only pollination-constant and non-astringent (PCNA)-type persimmons stably lose fruit astringency as a part of fruit development. This is a recessive trait, regarded to be controlled by a single locus, namely, the AST locus, which has a polysomic nature. Thus far, we have identified 2 restriction fragment length polymorphism (RFLP) markers, namely, A1 and A2, each of which is separately linked to a different AST allele, and proved that the RFLP markers were useful for selecting PCNA-type persimmons. This study was conducted to convert the RFLP markers into polymerase chain reaction (PCR)-based markers. We isolated and characterized genomic regions corresponding to each RFLP marker by inverse PCR. Two primer pairs, E4/E9r and E4/A2r, were designed to generate 2 sequence characterized amplified region (SCAR) markers, i.e., PCR-A1 and PCR-A2, respectively. The PCR-A1 and PCR-A2 markers cosegregated with the A] and A2 markers, respectively, in 'Nishimura-wase'-derived progenies. Although the primer pair E4/A2r did not produce the PCR-A2 marker in the FU-275, which is a progeny derived from 'Aizumishirazu', all non-PCNA-type offspring but no PCNA-type offspring showed the PCR-A1 marker using the primer pair E4/E9r. Thus, it was revealed that the SCAR markers were useful for selecting PCNA-type offspring in these progenies. On the other hand, disruption of the relationship between the markers and the AST locus was observed in the KU-325, derived from 'Kurokuma', indicating that the selection of PCNA-type offspring using PCR-based markers is not effective for progeny derived from 'Kurokuma'. Herein, we discuss the possibility of applying PCR-based markers to genetic studies.
  • 脇坂 勝; 杉村 輝彦; 石森 朝哉; 神崎 真哉
    園芸学研究 8 4 427 - 432 THE JAPANESE SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 2009年 [査読有り]
     
    カキ（Diospyros kaki Thunb.）当年生台木を用いた幼苗接ぎ木法を開発するため，接ぎ木時期や台木の状態が活着率と苗の生育に及ぼす影響について検討した．加温施設下で播種110～195日後の当年生ポット台木を用いて4～8月に接ぎ木を行った結果，いずれの時期にも接ぎ木が可能であることが明らかとなった．カキ'法蓮坊'実生台木に葉を残した状態で4～7月に幼苗接ぎ木を行うと，葉を残さないものに比べ，活着率は高くなった．台木に葉を残すもしくは残さない状態で接ぎ木を行った個体について，光学顕微鏡にて癒合部における組織やカルス形成の状態を観察すると，葉を残した台木の場合，接ぎ木20日後には穂木が発芽していない個体も含めたすべての個体でカルスが形成されたのに対し，葉を残さない台木に接いだ場合にはカルスを形成した個体の割合は低かった．以上の結果より，ポット育苗の当年生実生台木を用いた接ぎ木は，4～8月に台木に葉を残して行うと活着率が高くその後の生育もよいことが示された．
  • Keizo Yonemori; Chitose Honsho; Shinya Kanzaki; Hitofumi Ino; Ayako Ikegami; Akira Kitajima; Akira Sugiura; Dan E. Parfitt
    TREE GENETICS & GENOMES 4 2 149 - 158 2008年04月 [査読有り]
     
    To elucidate the relationships among Diospyros kaki and species closely related in previous studies, the nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) DNA sequence and the chloroplast matK gene were sequenced and compared with those of nine Diospyros species from Thailand, four species from temperate regions, and one species of southern Africa, D. lycioides. Maximum parsimony, maximum likelihood, and neighbor joining analyses of the matK and ITS data sets revealed that D. kaki is closely related to two diploid species, D. oleifera and D. glandulosa. D. kaki, D. glandulosa, and D. oleifera were placed differently in the trees obtained from ITS and matK data sets, suggesting that hybridization and/or introgression may have occurred during the development of these species. D. kaki was not found to be closely related to D. ehretioides, a diploid species from Thailand. These results differed from a prior analysis of this genus performed with chloroplast DNA ( cpDNA) restriction site mutations in 3.2- and 2.1-kb amplified sequences. The results supported Ng's hypothesis that D. glandulosa and D. kaki may share a common ancestor. D. oleifera was also closely associated with D. kaki.
  • Shinya Kanzaki; Akihiko Sato; Masahiko Yamada; Naoki Utsunomiya; Akira Kitajima; Ayako Ikegami; Keizo Yonemori
    JOURNAL OF THE JAPANESE SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 77 1 28 - 32 2008年01月 [査読有り]
     
    We investigated marker-assisted selection of the pollination constant and non-astringent (PCNA) trait and inheritance modes of the marker locus in persimmon (Diospyros kaki Thunb.) using restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis. In two backcross progenies, FU-170 and FU-275, 5 of 71 and 23 of 101 offspring, respectively, were judged as PCNA genotype by the marker phenotype. The astringency type of individual offspring was determined by measuring the size of tannin cells and soluble tannin content in mature fruit, thus confirming complete co-segregation of RFLP markers and the non-PCNA phenotype in 32 and 68 fruit-obtainable offspring from FU-170 and FU-275, respectively; therefore, RFLP markers can be used for PCNA genotype detection. Their segregation ratio deviated significantly from that of disomic inheritance. We also discuss the possibility of polysomic inheritance of RFLP markers.
  • A study of the phylogenetic relationships of longan (Dimocarpus longan), using amplified fragment length polymorphisms (AFLP) analysis.
    Janthasri, R; S. Kanzaki; N.Utsunomiya; Subhadrabandhu, S
    Thai J. Agric. Sci. 36 319 - 328 2003年07月 [査読有り]
  • Genetic variations among mangosteen (Garcinia mangostana L.) revealed by AFLP analysis.
    Yapwattanaphun, C; Kanzaki, S; Yonemori, K; Subhadrabandhu, S
    Thai J. Agric. Sci. 36 329 - 338 2003年07月 [査読有り]
  • K Yonemori; C Honsho; S Kanzaki; W Eiadthong; A Sugiura
    PLANT SYSTEMATICS AND EVOLUTION 231 1-4 59 - 75 2002年 [査読有り]
     
    The phylogenetic relationships among 14 Mangifera L. species of Thailand were analyzed by comparing sequences of the internal transcribed spacer (ITS) region of nuclear ribosomal DNA (nrDNA). Parsimony and neighbor joining (NJ) analyses revealed that the common mango (M. indica L.) was closely related to M. laurina Bl., M. sylvatica Roxb., and Al. oblong folia Hook. f. Mangifera foetida Lour. and M. odorata Griff. were also related to M. indica in both parsimonious and NJ trees, although these two species are classified into a different subgenus (subgenus Limits) from the subgenus Mangifera to which M. indica belongs. ITS sequence analysis revealed that several species have nucleotide additivity (two different nucleotides at the same locus) at several sites in the ITS region. Also, M. indica had several polymorphisms among cultivars. This finding may suggest a possibility of hybrid origin of Mangifera species, although Mangifera species are all assumed to be diploid having chromosome number of 2n = 2x = 40.
  • S. Kanzaki; K. Yonemori; A. Sato; M. Yamada; A. Sugiura
    Journal of the Japanese Society for Horticultural Science 69 6 702 - 704 園藝學會 2000年12月 [査読有り]
     
    The cultivation of the PCNA (pollination-constant and non-astringent)-type persimmon is advantageous because of its natural loss of astringency on the tree. We previously found RFLP markers linked to the dominant alleles controlling the PCNA/non-PCNA trait and showed that the PCNA genotype could be distinguished from non-PCNA genotype by these markers in the breeding populations. In this study, RFLP markers were investigated with 33 persimmon cultivars. All PCNA cultivars except for Chinese 'Luo Tian Tian Shi', had identical banding pattern, whereas the non-PCNA cultivars exhibited many polymorphic bands. Thus, we could distinguish PCNA cultivars of Japanese origin from non-PCNA cultivars by the RFLP analysis, although 'Luo Tian Tian Shi' was mistakenly classified as a non-PCNA type. These results suggest that this marker system could be applied to distinguish PCNA cultivars of Japanese origin from non-PCNA ones.
  • S Kanzaki; K Yonemori; A Sato; M Yamada; A Sugiura
    JOURNAL OF THE JAPANESE SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 69 6 665 - 670 2000年11月 [査読有り]
     
    The genetic relationships among 19 pollination- constant and non- astringent (PCNA) cultivars and 14 non-PCNA cultivars of persimmon (Diospyros kaki Thunb.), including one Chinese PCNA cultivar 'Luo Tian Tian Shi', were analyzed by comparing 138 AFLP markers. A phylogenetic tree constructed based on the similarity indices of these AFLP markers indicated a close relationship among Japanese PCNA cultivars, but a more distant relationship with the Chinese PCNA cultivar 'Luo Tian Tian Shi'. The close relationship between PCNA cultivars native to Gifu prefecture was distinct, indicating that these cultivars developed from crosses among restricted sources in this region. The cultivars 'Gosho', 'Hana-gosho', 'Oo-gosho', and 'Yamato- gosho' showed a close relationship with some non-PCNA cultivars.
  • W Eiadthong; K Yonemori; S Kanzaki; A Sugiura; N Utsunomiya; S Subhadrabandhu
    JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 125 2 160 - 164 2000年03月 [査読有り]
     
    The phylogenetic relationships among 14 Mangifera L. species including three economically important species, i.e., common mango (M, indica L,), horse mango (M. foetida Lour.) and kwini (M. odorata Griff,), were analyzed by comparing 217 amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers. The unweighted pair grouping method using arithmetic averages (UPGMA) and neighbor-joining (NJ) method were used and two outgroup tare, cashew nut (Anacardium occidentale L,) and gandaria (Bouea macrophylla Griff.), were added to both analyses. The common mango was closely related to banana mango (M. sylvatica Roxb.), M. laurina Bl., and M. oblongifolia Hook.f. Intraspecific variation among seven cultivars of common mango was much smaller than interspecific variation and these cultivars were classified into one M, indica group using both methods. Mangifera macrocarpa Bl., M. foetida, and M. odorata were also related to M. indica in both UPGMA and NJ trees, although these three species are classified into a different subgenus (subgenus Limus) from the subgenus Mangifera to which M. indica belongs. Also, in both UPGMA and NJ trees, M. gedebe Mig. and M. griffithii Hk.f. were placed in distant positions among the Mangifera species tested, indicating these two species are related distantly to M. indica. The AFLP technique was confirmed to be useful for phylogenetic analysis.
  • S Kanzaki; K Yonemori; A Sugiura; S Subhadrabandhu
    JOURNAL OF HORTICULTURAL SCIENCE & BIOTECHNOLOGY 73 3 317 - 321 1998年05月 [査読有り]
     
    Phylogenetic relationships among seven species of the genus Durio, of which four produce edible fruits including the common durian (D. zibethinus), were investigated from RFLP analysis of PCR products from a variable region of cpDNA. The target region of cpDNA was reliably amplified from all Durio species tested, using total DNAs extracted by a modified CTAB method of Doyle and Doyle (1987) followed by an additional purification step. When restriction fragment polymorphisms of amplified products were examined with 19 restriction endonucleases (AseI, BamHI, BfaI, DraI, EcoRI, EcoRV, HindIII, KpnI, MspI, RsaI, ScaI, ScrFI, SalI, SmaI, SspI, StyI, TaqI, XbaI, XhoI), RFLPs were observed with 14 endonucleases. However, since all Durio species tested had length mutation on this amplified region of cpDNA, the most parts of diversities from 14 endonucleases were caused by the length mutations among species. Considering length mutation among species, a total of seven site mutations were detected as well as 12 length mutations, based on D. zibethinus. When unordered parsimony analysis was conducted using these data, the cultivated durian (D. zibethinus) did not show any close relationships to other three species producing edible fruits. D. zibethimus formed a cluster with wild species, D. griffthii, and other three species made two clusters with D. lowianus or D. mansoni. Our results indicated an independent evolutionary process among four edible species of the genus Durio.
  • Keizo Yonemori; Shinya Kanzaki; Dan E Parfitt; Naoki Utsunomiya; Suranant Subhadrabandhu; Akira Sugiura
    Genome 41 2 173 - 182 1998年04月 [査読有り]
     
    The relationships among 17 Diospyros species from Thailand, with particular emphasis on the relationship of these species to temperate Diospyros species, including Diospyros kaki, were studied, using 81 cpDNA restriction site mutations detected in the 3.2- and 2.1-kb regions of amplified cpDNA and six different length mutations detected in the 2.1-kb region of amplified cpDNA. Parsimony and neighbor-joining analyses were conducted to identify relationships among species. Three temperate zone species, D. kaki, Diospyros lotus, and Diospyros virginiana, were monophyletic with one subtropical species, Diospyros ehretioides, suggesting a close evolutionary relationship among them. An immediate common progenitor for D. kaki and D. virginiana is suggested from cpDNA homology and the polyploidized karyotypes of both species. Our results did not support Ng's hypothesis that Diospyros glandulosa (synonym Diospyros roxburghii) is the progenitor of D. kaki. Two species, Diospyros rhodocalyx and Diospyros confertiflora, were so distant from the remaining species that additional study is needed to determine whether they should be placed in the same genus.Key words: cpDNA, Diospyros, PCR, phylogeny, persimmon, RFLP, taxonomy.
  • Naoki Utsunomiya; Suranant Subhadrabandhu; Keizo Yonemori; Masayoshi Oshida; Shinya Kanzaki; Fumiaki Nakatsubo; Akira Sugiura
    Economic Botany 52 4 343 - 351 1998年 [査読有り]
     
    Diospyros species distributed widely in Thailand were classified into four ecotypes, according to their habitat constantly humid area, alternately dry and wet area, mountainous cool area and all area. Some of them inhabit near dwelling areas or in the paddy field in the village. The young fruit is covered with dense pubescence in most species. The size, shape, and color of mature fruit greatly vary greatly with the species. In most species, the mature fruit has a soft pulp and hard skin. The fruit of six species has been used for dying. Four species produce edible fruits, with color and flavor favorable for breeding of edible Diospyros species. The fruit of some species contains some chemicals useful as fish poisoning or of medicines, although the active components have not yet been identified. The edible fruit contained many tannin cells, but the fruit used as fish poisoning and medicines had only a few.
  • S Kanzaki; K Yonemori; A Sugiura; S Subhadrabandhu
    SCIENTIA HORTICULTURAE 70 1 57 - 66 1997年06月 [査読有り]
     
    The phylogenetic relationships among eleven Artocarpus species, including two economically important species, the jackfruit (A. heterophyllus Lamk) and the breadfruit (A. altilis Fosberg), were estimated by comparing 30 restriction-site mutations in an amplified region of chloroplast DNA (cpDNA). Neighbor-joining and parsimony analyses were performed on the data to identify the relationships. The jackfruit and chempedak (A. integer Merr.) were monomorphic and therefore indistinguishable for all restriction sites. This confirmed the close relationship between these two species. The breadfruit and A. elasticus formed a monophyletic group with strong support from both neighbor-joining and parsimony analyses, indicating the possibility that the breadfruit was derived from A, elasticus or its close relatives. In general, our results were in agreement with the conventional classifications in Artocarpus species except for the position of A. chaplnsha. (C) 1997 Elsevier Science B.V.
  • 米森 敬三; Parfitt Dan E; 神崎 真哉; 杉浦 明; 宇都宮 直樹; SUBHADRABANDHU Suranant
    園芸学会雑誌 64 4 771 - 777 園藝學會 1996年03月 [査読有り]
     
    カキ属植物の系統分類を行うために, 葉から抽出した全DNAよりクロロプラストDNA (cpDNA) の一部領域をPCR (polymerase chain reaction) で増幅し,その増幅産物の制限酵素での切断断片長の多型を分析する方法 (PCR-RFLP法) がどの程度有効であるかを検討した. Arnoldら (1991) の方法に従い, PCRの反応温度サイクルを若干修正することにより, 供試した温帯および熱帯原産のカキ属植物14種からcpDNAのrbcLとORF106間の約3.2kbの領域を再現性よく増幅させることができた. この増幅産物を10種の制限酵素図 (<I>Ase</I> I, <I>Bfa</I> I, <I>Bst</I> NI, <I>Dde</I> I, <I>Msp</I> I, <I>Nco</I> I, <I>Rsa</I> I, <I>Scr</I> FI, <I>Sty</I> I, and <I>Taq</I> I) を用いて消化し, その多型を調査したところ, カキ (<I>Diospyroskaki</I>) の栽培品種15種類およびマメガキ (<I>D. lotus</I>)の3系統の間では調査した10種類の制限酵素でいずれも, 同一種内では同じ切断断片長パターンを示し多型は全く認められなかった. しかしながら, 種間では明らかな多型が認められ, 調査した14種のカキ属植物は<I>Scr</I> FIにより6グループ, <I>Bst</I> NIあるいは<I>Taq</I> Iにより5グループ, <I>Bfa</I> Iあるいは<I>Sty</I> Iにより4グループ, <I>Ase</I> I, <I>Dde</I> Iあるいは<I>Nco</I> Iにより3グループ,<I>Msp</I> Iあるいは<I>Rsa</I> Iにより2グループに分けることができた. これらの結果からcpDNAの一部領域を利用するPCR-RFLP法がカキ属植物の種間の類縁関係を調査するためにきわめて有効な手段であることが明らかとなった.

講演・口頭発表等

MISC

受賞

  • 2011年03月 園芸学会 年間優秀論文賞
     SCAR markers for practical application of marker-assisted selection in persimmon (Diospyros kaki) breeding. 
    受賞者: 神崎 真哉
  • 2010年03月 園芸学会 奨励賞
     完全甘ガキ個体選抜のための分子マーカーの構築とそれを利用したカキの遺伝様式の解析 
    受賞者: 神崎 真哉

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2022年04月 -2025年03月 
    代表者 : 神崎 真哉
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2017年04月 -2020年03月 
    代表者 : 神崎 真哉; 高居 恵愛
     
    本研究は，マンゴーの花成制御機構の品種間差異を解析し，低温以外の花成誘導要因を明らかにすることにより，マンゴーの新規作型や生産安定化に有効な知見を得ることを目的として実施した．その結果，低温遭遇による花成誘導には‘Irwin’と同様に他の品種でもMiFT遺伝子の発現が関与しているものの，夏季開花にはMiFTは関与していないことが明らかとなった．さらに花成に低温が必須であると考えられていた‘Irwin’でも夏季開花することが見出された．今後，遺伝子の網羅的解析を進め夏季開花の仕組みを明らかにしていく予定である．
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2016年04月 -2020年03月 
    代表者 : 米森 敬三; 佐藤 明彦; 神崎 真哉; 山根 久代
     
    カキの近縁二倍体野生種のマメガキを用いたカキとの比較ゲノム解析から、マメガキの約915kbの範囲に日本型完全甘ガキ形質発現に関与するAST遺伝子座に対応する領域が存在することを明らかにした。さらに、トランスクリプトームと共発現ネットワーク解析により、ASTが関与するタンニン生合成は2、3の転写因子によって制御されている可能性を示した。また、中国型の完全甘ガキ形質発現に関与する遺伝子探索をトランスクリプトーム解析により実施し、糖転移酵素遺伝子やメチル基転移酵素遺伝子が関与している可能性を示唆した。これらの知見から、中国タイプの完全甘ガキも利用した新たな完全甘ガキ育種戦略を検討した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2013年04月 -2017年03月 
    代表者 : 米森 敬三; 神崎 真哉; 佐藤 明彦; 山根 久代
     
    中国の完全甘ガキに存在するタンニン蓄積を抑制する優性遺伝子座の同定を目的とし、これまでに構築したAFLPマーカーの有効性を確認した後、AFLPマーカーによる近縁二倍体種マメガキから構築したFosmid/BACライブラリーを利用した遺伝子座同定の可能性を検討した。その結果、カキとマメガキでのゲノム構成の違いが示唆され、fosmid/BACライブラリーを直接用いることの困難さが示された。次に、この遺伝子座が制御する機構を推定するためRNA-seq解析を実施したところ、中国の完全甘ガキで特異的に発現が変化する遺伝子として、フラボノイド生合成に関わる遺伝子とともに細胞内輸送に関わる遺伝子が認められた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2012年04月 -2017年03月 
    代表者 : 米森 敬三; 神崎 真哉; 佐藤 明彦; 北島 宣
     
    栽培ガキの起源解明のため、これまで調査していないベトナム北部山岳地域で調査を実施し、果面に柔毛がある果実を発見したが、これらはこれまでに発見した種と同種である可能性が高かった。さらに、中国とタイでも再調査を実施したが、カキの起源に関係する新たな種の発見はなかった。最後に、これまでに調査から栽培ガキに近縁であると考えている“野毛柿”をITSとmatK領域の塩基配列から解析したところ、matK領域の解析からは栽培ガキの起源と報告されたD. glandulosaと同じクラスターに分類されたが、ITS領域の解析からは独立したクラスターを形成した。今後、この差異に関しての再調査が必要であると考えられた。
  • 文部科学省：科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2013年 -2015年 
    代表者 : 神崎 真哉
     
    平成25年度は、気温とジベレリン(GA)処理がマンゴーの花芽形成および葉におけるFT遺伝子の発現に及ぼす影響を調査した。4月に温室内で開花している鉢植えのマンゴー樹を用い、花穂を全て除去した後に温室外に移動して低温に遭遇させると、2週間後には葉におけるFT発現量が低温遭遇前の10倍以上に増加した。このFT発現量の増加は一時的なものであり、4週間後には低温遭遇前とほぼ同じレベルに戻っていたが、低温遭遇開始後2ヶ月間で萌芽した芽に占める花芽の割合は58％となり、温室内で栽培し続けた場合の14％と比べ高くなったことから、低温による一時的なFT発現量の増加は花成を促すことが示された。また、GA処理によって、低温によるFT発現量の増加は抑制され、花芽形成率も低下した。初冬まで温室外で栽培すると、最低気温が10℃を下回り始める11月初旬にFT発現量の増加が確認された。特に、新梢の葉でその発現量が高くなる傾向が見られた。その後、マンゴー樹を温室内に移動するとFT発現量は速やかに減少した。しかし、FT発現量の増加が確認された個体においても、その後萌芽した芽に花芽は確認できなかった。このことから、FT発現量の増加は必ずしも花成に結びつくわけではないことが示された。FT以外の花成関連遺伝子群の単離を試みたが、これまでに単離には至っていない。また、平成25年度は非低温要求型品種について夏季の花成がみられず、解析することができなかった。これらの課題については、26年度以降に対応していく予定である。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2010年04月 -2013年03月 
    代表者 : 米森 敬三; 佐藤 明彦; 山根 久代; 神崎 真哉
     
    日本のカキの甘渋性を決定するAST遺伝子の単離を目的として、カキ（六倍体）の二倍体近縁野生種マメガキから作製したフォスミド・ライブラリーを用い、AST遺伝子マーカー領域をプローブとしてシードクローンを単離後、コンティグを構築した。さらに、マメガキのBACライブラリーを構築し、BACクローンを用いたコンティグも作製した。これらのコンティグ内にはAST遺伝子が存在している可能性が高く、AST遺伝子単離の実現性が大きく前進した。さらに、中国タイプの甘渋性を決定するPCNA遺伝子の単離においても、マメガキのBACクローンが有効である可能性が示され、CPCNA遺伝子単離のための方向性が示された。
  • 文部科学省：科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2010年 -2012年 
    代表者 : 神崎 真哉; 本勝 千歳
     
    マンゴー交雑実生の効率的な親子識別法を確立するため、多型頻度の高い SSRマーカーの選抜およびマルチプレックス PCR法の開発を行った。この手法を用いて、 'Irwin'と'紅キーツ'が混植されているハウスで得られた自然交雑実生の親子識別を行ったところ、'Irwin'と'紅キーツ'ともに他家受粉が積極的に起こっていることが示された。一方、果皮色に関連する遺伝子としてアントシアニン合成に関わる Myb転写因子をマンゴーから単離し、その構造を解析した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2008年 -2011年 
    代表者 : 米森 敬三; 北島 宣; 田尾 龍太郎; 神崎 真哉; 山根 久代
     
    六倍体である栽培ガキ(Diospyros kaki)に近縁のカキ属植物としてこれまでにD. lotus(マメガキ)、D. oleifera(アブラガキ)、D. glandulosaの三つの二倍体種が報告されている。しかし、これら以外にも栽培ガキに近縁で、栽培ガキの起源に関係した種が存在する可能性が高いと考え、本研究において栽培ガキの起源地であると考えられている中国南部、タイ・ベトナムの北部山岳地域を中心としてカキ属植物の探索を実施した。その結果、ベトナムのLang Son省で"Hong Coc"と呼ばれているD. oleiferaに酷似した種を見出すとともに、中国雲南省で"Ye-mao-shi"と呼ばれている栽培ガキに形態的特性が非常に近い種を見出すことができた。特に"Ye-mao-shi"は「野毛柿」の意味であり、栽培ガキとの関係を考える上で非常に興味ある種であると思われ、その中国での分布を植物園での〓葉標本から調査したところ、雲南省に限定されることが明らかとなった。また、その倍数性をSSR分析の結果から考察したところ、二倍体である可能性が高いことがわかった。今後、"Hong Coc"を含め、"Ye-mao-shi"と栽培ガキとの類縁関係を特定領域の塩基配列を調査することで明らかにしていきたい。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2008年 -2010年 
    代表者 : 片岡 郁雄; 神崎 真哉
     
    日本国内に自生するサルナシに特異的な倍数性変異の特性を明らかにした.二倍体から八倍体に至る広い倍数性変異の存在が確認された.それらの地理的分布の特性が明らかとなり,高次倍数性個体群が東北地方に局在することが示された.これら倍数性変異の形態および果実成分,結実特性が明らかとなった.また,デリシオサ種キウイフルーツとの種間交雑親和性および交雑後代の形質の評価により,育種的な展開の可能性が示唆された.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2007年 -2009年 
    代表者 : 米森 敬三; 山田 昌彦; 佐藤 明彦; 田尾 龍太郎; 山根 久代; 神崎 真哉; 北島 宣
     
    日本タイプのカキの甘渋性発現に関与する遺伝子の遺伝子座を調査し、近縁二倍体種であるマメガキのゲノムライブラリーから構築したコンティグの端から、さらに100kbはなれたところに存在する可能性が明らかとなった。また、この遺伝子が単一で甘渋性を制御し、六倍体のカキゲノム中に6アリル存在していること、タンニン生合成を総括的に制御する転写因子DkMyb4が甘渋性発現を制御している可能性を示した。さらに、この遺伝子に連鎖する領域から、日本タイプの完全甘ガキを簡便に選別できる分子マーカーを構築した。なお、中国タイプの完全甘ガキ形質に連鎖するAFLPマーカーを得ることにも成功した。
  • 文部科学省：科学研究費補助金(若手研究(B))
    研究期間 : 2005年 -2007年 
    代表者 : 神崎 真哉
     
    近年、日本でマンゴーのハウス栽培が拡大しつつあり、高級果物としての需要が高まっている。日本では主に‘Irwin'が栽培されており、成熟期に鮮やかな赤色を呈するのが特徴である。温帯果樹のリンゴやブドウでは、高温によりアントシアニン合成が阻害されることが示されており、30℃を超える条件で栽培すると、果実着色は不良となる。一方、マンゴー‘Irwin'は40℃を超える高温下で栽培されているにも関わらず、着色への影響はあまり見られない。本研究では、マンゴーの着色と気温との関係を明らかにするために、低温処理がマンゴーの着色に及ぼす影響について調査した。低温処理(果実周辺温度を20〜25℃に保つ)した果実では、アントシアニン含量は対照区(果実周辺気温25〜45℃)と差がなかったが、クロロフィル含量の減少が抑制され、果皮はくすんだような赤色になった。一方、アントシアニン合成系(PAL, CHS, ANS)の遺伝子発現は、低温処理によって増加していた。夜間のみ低温処理を行った果実でも、アントシアニン含量は対照区と同程度であり、低温によるアントシアニン合成の促進は見られなかった。それに対し、遮光処理を行うと、アントシアニン含量は著しく抑制され、また、夜間低温処理と遮光を組み合わせると、アントシアニン蓄積とクロロフィル分解が共に抑制されることが示された。マンゴー果皮におけるアントシアニン合成系遺伝子群の発現量はアントシアニン含量と相関が低く、低温や遮光が遺伝子発現に及ぼす影響は明確でない。以上の結果から、マンゴー‘Irwin'の果皮におけるアントシアニン蓄積は、30℃以上の高温でもほとんど阻害されることなく、気温の影響は光の影響と比較して小さいことが明らかとなった。20〜25℃程度の低温は、成熟を遅延させ、クロロフィルの分解を妨げることから、赤色を鮮やかに発色させるためには適さないと考えられた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2004年 -2006年 
    代表者 : 米森 敬三; 山田 昌彦; 田尾 龍太郎; 北島 宣; 神崎 真哉; 羽生 剛
     
    本研究は、日本および中国の完全甘ガキ品種について、果実へのタンニン蓄積制御機構に関与している鍵となる遺伝子を単離することを最終目的として実験を実施した。 まず、日本のカキにおいて出現した、タンニン蓄積を促すことに関与する遺伝子に生じた変異を特定することを目指して実験を行った。すなわち、これまでに見出した分子マーカーを利用し、二倍体の近縁野生種であるマメガキ(D.lotus)で約300kbpにおよぶコンティグを構築した。さらに、このコンティグの塩基配列を六倍体であるカキ(D.kaki)の対応する塩基配列と比較検討することで、目的遺伝子の場所を特定することを目指して実験を実施し、マメガキのコンティグを利用した染色体歩行が、タンニン蓄積関連遺伝子探索のための有益な手段であることを明らかにした。また、これらのシークエンスを利用し、甘渋性をどの品種の組み合わせでも識別することを可能にする、ユニバーサルプライマーの構築も検討し、有望なプライマーセットを構築した。一方、カキ果実のタンニン生合成系を明らかにするため、遺伝子の発現レベルからの解析も樹上脱渋果を利用して実施し、タンニン蓄積の制御に関与している可能性が考えられるいくつかの遺伝子が単離出来た。 また、中国の完全甘ガキ‘羅田甜柿'が有する、タンニン蓄積を抑制する優性遺伝子を単離するためのプローブを作出することを目的として、‘羅田甜柿'の交雑集団を利用したBSA (bulked segregant analysis)によるAFLP分析を実施し、候補となる3つのマーカーを見いだした。このうち、RO2と名付けたマーカーのシークエンスを決定し、中国タイプの完全甘ガキを識別するプライマーセットを構築することに成功し、このPCRマーカーを利用することで‘羅田甜柿'のゲノムライブラリーからゲノミッククローンを単離した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2003年 -2006年 
    代表者 : 米森 敬三; 中坪 文明; 北島 宣; 山田 昌彦; 田尾 龍太郎; 神崎 真哉; 佐藤 明彦
     
    本研究の目的は、(1)中国の完全甘ガキ‘羅田甜柿'の特異性を明確にするとともに、‘羅田甜柿'以外の完全甘ガキが中国に存在するかどうかを調査すること、(2)中国に存在するカキ属植物のうち、栽培ガキの起源に関係した種を探索することであった。 まず、中国の羅田県において、‘羅田甜柿'以外に完全甘ガキが存在する可能性を調査したところ、羅田県で"小果甜柿"、"秋えん"、"天宝蓋"と呼ばれている甘ガキが完全甘ガキであることを確認し、‘羅田甜柿'以外にも中国に完全甘ガキが存在することを明らかにした。また、‘羅田甜柿'の原木とされる樹を調査することができ、‘羅田甜柿'が実生個体から発生した可能性が考えられた。 さらに、‘羅田甜柿'に日本の渋ガキを交雑して結実が見られるようになった育種集団の果実を調査したところ、完全甘ガキとそれ以外の個体がほぼ1:1の分離比で出現しており、‘羅田甜柿'と日本の完全甘ガキの交雑からも完全甘ガキとそれ以外の個体がほぼ1:1の分離比で出現することと考え合わせ、‘羅田甜柿'における完全甘ガキ形質発現に関与する遺伝子が優性であり、‘羅田甜柿'のタンニン蓄積制御が日本のそれとは全く別の機構であることを明らかにした。 一方、中国に存在するカキ属植物を中国科学院昆明植物学研究所標本館で調査したところ、学名としてD.kaki var. sylvestrisが与えられ、"野毛柿"と記載されている果面に柔毛が密生した標本を発見した。この種は、栽培ガキの成立に関与した可能性が考えられているD.glandulosと形態的特徴が非常に近く、"野柿"として記載されているD.kakiとはかなり異なっていた。さらに、"野毛柿"が採取された地域を探索し、西双版納州〓〓県にある中国科学院西双版納熱帯植物園の原生林中で自生している"野毛柿"を発見した。
  • 文部科学省：科学研究費補助金(若手研究(B))
    研究期間 : 2002年 -2003年 
    代表者 : 神崎 真哉
     
    本研究では完全甘ガキの自然脱渋性を支配する遺伝子の探索を進めるために1)ゲノムライブラリーの作成と甘渋性識別マーカー周辺領域の単離、2)甘渋性に連鎖した新規マーカーの探索、を試みた。以下、その概要を記す。1)ゲノムライブラリーの作成と甘渋性識別マーカー周辺領域の単離カキ品種'次郎'(完全甘ガキ)由来のゲノムライブラリーを作成し、甘渋性識別マーカーを用いてスクリーニングを行った結果、約27kbのインサートを持つクローンが単離された。このインサートについて甘渋性識別マーカー周辺領域の簡単な制限酵素マップを作成した。現在、単離されたゲノム断片について、より詳細な調査を行っている。2)甘渋性に連鎖した新規マーカーの探索これまでに同定されている甘渋性に連鎖したマーカーのみでは、遺伝子の探索を進めるにあたり十分な情報が得られないため、ゲノミックサブトラクション法を用いて新規マーカーの探索を試みた。サブトラクション後のPCR増幅断片をいくつか単離し、プローブに用いてRFLP分析を行っているが、現在までに甘渋性に連鎖した新規のマーカーは得られていない。今後は異なる制限酵素を用いたゲノミックサブトラクションを試みていく予定である。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2001年 -2003年 
    代表者 : 米森 敬三; 佐藤 明彦; 田尾 龍太郎; 山田 昌彦; 神崎 真哉
     
    従来、中国には甘ガキが存在しないとされてきたが、1982年、羅田県に完全甘ガキ'羅田甜柿'が存在することが報告され、その後の調査から、'羅田甜柿'と日本の完全甘ガキ品種との交雑により、その後代に完全甘ガキ個体とともに渋みの強い個体が高率で出現することが示された。そこで本研究は、'羅田甜柿'の甘渋性遺伝の特異性を明確にし、分子生物学的手法を用いてその機作を解明する事を目的として実施した。 まず、完全甘ガキと非完全甘ガキを決定する要因が果実中のタンニン細胞の大きさであることを明らかにした後、'羅田甜柿'と日本の完全甘ガキの交雑によって分離した渋みの強い個体がタンニン細胞の大きさが大きく、完全甘ガキ以外(非完全甘ガキ)であることを確認し、'羅田甜柿'の甘渋性形質の特異な遺伝を証明した。 次に、'羅田甜柿'果実のタンニン化学的特性を調査したところ、'羅田甜柿'果実のタンニン分子量分布やアセトアルデヒドとの反応性は日本の完全甘ガキと異なり、その分子量が大きく、また、アセトアルデヒドとの反応性も高いことが証明され、'羅田甜柿'果実のタンニンの化学的特性は日本の非完全甘ガキ品種と酷似していることを示した。 さらに、果実へのタンニン蓄積に関与するフラボノイド生合成系遺伝子群の発現を経時的に調査したところ、日本の完全甘ガキはそれら遺伝子群の発現が7月にはほとんど消失しているのに対して、'羅田甜柿'は日本の完全甘ガキとは異なった遺伝子発現の消長を示し、その特異性が証明された。 以上、本研究により中国で発見された完全甘ガキ'羅田甜柿'の甘渋性決定機構の特異性が明確となり、タンニン蓄積に関わる遺伝子群の発現様式の差異が関係している可能性が示された。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1997年 -2000年 
    代表者 : 米森 敬三; 鉄村 琢哉; 田尾 龍太郎; 山田 昌彦; 神崎 真哉; 佐藤 明彦
     
    優れた品質を持つPollinaton Constantの甘ガキ(PCNA)品種の育成に対する要望は世界的にも強い。しかし、カキは結実までのライフサイクルが長く、また、PCNAの甘ガキは甘渋を制御する対立遺伝子が劣性ホモになった場合にのみ出現するため、交雑集団での出現頻度が低い。そこで、PCNA品種の育種を画期的に進展させるため、早期甘ガキ選抜の分子マーカー作出を目的として以下の実験を行った。 1.Constantの甘ガキ系統に渋ガキ品種を交配したF1個体をConstantの甘ガキに戻し交雑することによって得られたF2(BC1)16個体からDNAを抽出し、Constantの甘ガキ6個体およびnon-PCNA10個体をそれぞれバルク化した後、AFLP分析によりnon-PCNAのバルクにおいてのみ出現するマーカーをスクリーニングし、4つのAFLPマーカーを見いだした。 2.前述の4つのAFLPマーカーのうち、もっとも有効であると思われたマーカーの塩基配列を決定した後、このAFLPマーカーをプローブとして、交雑個体のDNAをHindIIIで消化した後のサザン分析を行ったところ、non-PCNA個体に特有な6.5kbと8.0kbの2つのRFLPマーカーにより、PCNA個体とnon-PCNA個体を100%識別可能であることがわかった。また、交雑集団内でのマーカーの分離比から、このマーカーがpolysomicな遺伝をしていることが示唆され、カキゲノムは少なくともその1部で同質染色体から構成されている可能性が示された。 3.我が国既存のPCNA12品種とnon-PCNA20品種の計32品種を用い、前述のRFLP分析が既存品種の甘渋性判定にも有効であるかどうかを調査したところ、RFLPマーカーにより、PCNA品種とnon-PCNA品種を判別することが可能であり、前述のRFLP法による甘渋識別が広い範囲で有効であることを示した。 4.最後に、前述のRFLPマーカーを応用したPCR法による簡易甘渋判別法の構築を目指したが、8.0kbのマーカーはその塩基配列をほぼ決定することが出来、プライマーを作成することが出来たが、6.5kbのマーカーについては、塩基配列を決定することが出来ず、この点今後の研究課題として残った。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1998年 -1999年 
    代表者 : 神崎 真哉
  • 熱帯果樹類の遺伝・育種
    その他の研究制度
  • カキの甘渋判別マーカーの探索
    その他の研究制度
  • Breeding and Genetics for Some Tropical Fruits
    Cooperative Research
  • Survey of specific markers for PCNA nature of Japanese Persimmon
    Cooperative Research

委員歴

  • 2017年03月 - 現在   園芸学会   編集委員

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