カンキツ属植物の自家不和合性に関する研究
カンキツ属植物のいくつかの種は自家不和合性という性質を持っています。カンキツにおけるこの性質は、自身の花粉が受粉しても、その花粉管伸長が阻害され受精に至らない現象で、ヒュウガナツもこの性質を持っています。結実性を悪化させる要因となる一方で、単為結果性を持つ種の場合は自家不和合性により種子形成が回避されるので、無核果生産に貢献する性質であるとも言えます。私たちの研究室では、ヒュウガナツを中心にこの性質の分子レベルでのメカニズムについて調査を行っています。その結果、雌ずい側ではS-RNaseというタンパク質が、自家不和合性の性質を決める重要な役割を持つことを明らかにし、現在、さらに調査を進めています。
ヒュウガナツ‘西内小夏’に見られる非還元花粉の形成機構とその利用に関する研究
ヒュウガナツは自家不和合性を持つ一方で、単為結果性を持たないので、結実にはヒュウガナツに和合花粉を受粉する必要があります。しかし、ヒュウガナツの枝変わり品種である‘西内小夏’は、自家受粉によって結実し、さらに果実中の種子のほとんどが“しいな”とよばれる、発育不全の小さな種子になる性質を持っています。私たちはこの性質に興味を持ち、なぜ‘西内小夏’がこのような性質を示すのかについて調査を行ってきました。その結果、‘西内小夏’は生産する花粉の一部に非還元花粉とよばれる、減数分裂が失敗し親植物と同数の染色体を持つ花粉を生産することが原因であることを明らかにしました。現在は、その花粉の形成プロセスや、非還元花粉の育種的利用について検討を進めています。
ヒュウガナツ枝変わり‘いしかわ日向’の結実特性に関する研究
ヒュウガナツは先述の通り単為結果性を持ちません。そのため、結実のために人工受粉を行ったり、ジベレリン処理を行ったりします。近年、宮崎市において発見されたヒュウガナツの枝変わり品種‘いしかわ日向’は受粉を行わなくても結実し、しかもその果実は完全に無核である性質を示します。これは‘いしかわ日向’が単為結果性を獲得したためであると考えられます。私たちの研究室では、枝変わりが発見されたヒュウガナツ果樹園に協力いただき、この‘いしかわ日向’の生殖特性などについて調査を行っています。
挿し木繁殖に関する研究
一般に果実の種子をまいても、その樹には親と同じ果実はなりません。枝を取ってきて、それを挿し木して根を出すことができれば、立派な一本の苗木が完成し、親と同じ果実を付けさせることができます。しかし、挿し木繁殖が簡単にできる果樹は限られており、挿し木繁殖の困難な果樹の挿し木を成功させるにはいろいろ工夫が必要です。カキは挿し木繁殖が困難と言われていましたが、効率的な挿し木繁殖方法が開発されています。当研究室では、さらに効率化を目指し、植物ホルモンの葉面散布の効果などについて検討しています。
カキの甘渋性決定遺伝子に関する研究
カキの品種は、果実の脱渋特性から完全渋ガキ（PCA）、不完全渋ガキ（PVA）、不完全甘ガキ（PVNA）、完全甘ガキ（PCNA）に大きく分類されます。このうち、PCNA品種は人工的な脱渋処理が必要なく果実を生食できるため、経済的な価値が高いです。また、PCNA品種は果実生育期間の途中で、渋味の原因物質であるプロアントシアニジン（PA）の蓄積を停止する変異体であると知られています。近年のシーケンス技術の発展により、PCNA性をもたらす単一の決定遺伝子が同定されましたが、その具体的なメカニズムは大きな謎に包まれています。そこで我々は、甘渋性を決定する遺伝子の機能解析を行い、甘ガキの育種に貢献する知見を得るための研究を行っています。
カンキツの多様性・キンカンのゲノム編集に関する研究
キンカン属には、野生種であるマメキンカンや、栽培種であるニンポウキンカン、マルミキンカン、ナガミキンカンなど複数の種類が存在します。このうち、マメキンカンは果実がとても小さく、食用には向かないのですが、栽培種との比較によってカンキツ類の栽培形質を規定する重要なメカニズムを解明できる、優れた材料であると考えられます。また、マメキンカンは開花結実までの期間が短く、樹形もコンパクトであるなど、栽培や育種上のメリットもあります。我々は、遺伝子解析によってキンカン（カンキツ）の果実形質に影響する遺伝子を特定し、ゲノム編集を行うことで、野生種（マメキンカン）の樹形はそのままに食用可能にするなど、新たなカンキツ育種の手法を開発する研究を行っています。