プロジェクト研究所活動実績報告書（４年目）

プロジェクト研究所

ティーサイエンス研究所所長 大西 利幸（１） 研究計画の達成状況
世界 3 大飲料の一つである茶は，静岡県の主要農産物の一つであり，「茶業及びお茶の文化の振興に関する基本方針(農林水産省 平成 24 年 3 月策定)」
および「お茶の振興に関する法律 (平成 23 年 4 月 22 日法律第 21 号)」が制定され，国策として茶産業の発展を後押ししている。しかし，我が国の茶の生産現場は，高齢化によるチャ生産者

図. 茶産業の現状の離農の増加や販売価格低下による減収，茶園の老園化 (樹齢 30 年以上) に伴う品質低下などの問題を抱えている。また近年の急激な気候変動のため，高品質なチャを持続的に生産するための新たな栽培手法の構築が喫緊の課題である。

＜研究概略＞・チャのゲノム育種研究
静岡県農林技術研究所茶業研究センターで管理されているチャ大規模遺伝資源 (約 2500 系統)
を対象に ddRAD-seq を行い、ゲノムワイドな多型情報として 264,286 SNPs/Indel マーカーを検出した．得られた高密度遺伝子型情報をスコアリングして、遺伝構造解析を行った．その結果、
チャ大規模遺伝資源 2,500 系統は、チャ変種ならびに各系統の地理的由来に応じた遺伝的分化を有する集団であることが示された．特に、中国由来の遺伝資源は各由来地域特有の遺伝構造を有することが示された．続いて、ゲノム情報を整備したチャ大規模遺伝資源集団について、
GP モデルを利用した遺伝資源探索基盤の構築を試みた．テスト集団の GP モデルに．遺伝資源集団のゲノム情報のみを入力して、予測形質値、即ちゲノム育種価 (GEBV; Genomic EstimatedBreeding Value) を算出した．大規模遺伝資源集団における GEBV を算出し、各遺伝資源の形質ポテンシャルを明らかにした．遺伝資源集団から検証集団として約 120 系統を対象に、カテキ

ン類含量、カフェイン含量および炭疽病抵抗性の実測データを取得したところ、GEBV との相関性は高く、GEBV の精度を検証できた．以上の結果より、ゲノム情報を活用することで、表現型計測を必要とせずに、遺伝資源の各形質ポテンシャルの推定ならびにスクリーニングが可能であることが示された (論文投稿準備中)．

・チャの土壌肥料研究
強酸性土壌である茶園土壌の中和に対して、廃棄物由来の循環型肥料であるスラグ資材の施用を検討した．溶融スラグ、高炉スラグなどのスラグ施用により、茶園土壌を中和することが可能であり、茶樹の生育や品質への負の影響もほとんどみられないことが明らかになった (山崎ら, 2023.日本土壌肥料学会雑誌)．

・香りを介した植物間コミュニケーションの化学生態学的解析
虫に食べられた植物は香り物質を発散する。被害を受けた植物から発散された香り物質は，危険を知らせる「警戒情報」として近くの健全な植物に取り込まれる。この香り物質 (警戒情報) を取り込んだ健全な植物は前もって防御を開始する (植物間コミュニケーション)。この受容から防御にいたる機構の一つに，健全な植物が取り込んだ香り物質を配糖体に変換することが報告されている。しかし，健全な植物が，「どのように」香り物質を配糖体に変換しているかは未解明なままである。植物間コミュニケーションによって植物が身を守る仕組みを解明するために，香り物質を配糖体に変換する酵素の探索を行った。その結果，身を守る配糖体を香り物質から生み出す酵素 (配糖化酵素: UGT91R1) を見出した。このことは，動物の「鼻」に相当する器官がないにもかかわらず，トマト株は香り物質を通じて外部情報を受け取り，配糖化酵素の働きで植物自身の防御力を強化することを示唆している。

【発表論文】
1.

Tissue-dependent variation profiles of tea quality-related metabolites in new shoots of tea accessions.
Yamashita H, Katai H, Ohnishi T, Morita A, Panda SK*, Ikka T*. Front. Nutr. 8:659807.

https://doi.org/10.3389/fnut.2021.659807 (2021)

2.

Cesium uptake and translocation from tea cutting roots (Camellia sinensis L.). Yamashita H, Nishina
Y, Komori N, Kamoshita M, Oya Y, Okuno K, Morita A, Ikka T*. J. Environ. Radioact. 235-236.
https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2021.106655 (2021)

3.

Protective behavior of tea catechins against DNA double strand breaks produced by radiations withdifferent linear energy transfer. Wada T, Koike A, Yamazaki S, Ashizawa K, Sun F, Hatano Y,
Shimoyachi

H,Kenmotsu

T,IkkaT,OyaY*.

Fusion

Eng.

Des.

172,

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2021.112700 (2021)4. Identification of a tomato UDP-arabinosyltransferase for airborne volatile reception. Sugimoto
K, Ono E, Inaba T, Tsukahara T, Matsui K, Horikawa M, Toyonaga H, Fujikawa K, Osawa T,Homma S, Kiriiwa Y, Ohmura I, Miyagawa A, Yamamura H, Fujii M, Ozawa R, Watanabe B,
Miura K, Ezura H, Ohnishi T*, Takabayashi J*. Nat Commun. 2023 Feb 8;14(1):677. doi:
10.1038/s41467-023-36381-8（２） 外部資金の獲得状況【共同研究】
株式会社 Tearoom と共同研究契約を締結し，チャ葉を用いた新規製品の開発に取り組み，材料や製品の香気成分分析を実施した。
【研究助成】
科学研究費助成事業 若手研究 (Grant No. 24K17875)「チャ収穫期に直結する休眠-萌芽早晩性の制御機構の解明」(代表: 山下寛人)，2024 年 4 月～2027 年 3 月，4,680 千円
公益財団法人ロッテ財団 2024 年度奨励研究助成「作物栽培-生態系のアグリオミクス解析から探る日本茶生産の持続可能性」(代表: 山下寛人)，2024 年 4 月～2026 年 3 月，3,000 千円
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 (NEDO) グリーンイノベーション基金事業/食料・農林水産業の CO2 等削減・吸収技術の開発「農業副産物を活用した高機能バイオ炭の製造・施用体系の確立」(分担: 一家崇志・山下寛人)，2024 年 4 月～2025 年 3 月，2,200 千円
公益財団法人 日本科学協会 2024 年度笹川科学研究助成

「細胞壁成分特性から植物の Al 集積レベルを規定する要因を探る」(代表: 朝比奈美緒)，2024 年 4 月～2025 年 3 月，750 千円
公益財団法人本庄八郎記念お茶財団 2023 年度助成金「チャ収穫時期な自在なコントロールを可能とする休眠制御法の開発」(代表: 山下寛人，分担: 一家崇志)，2023 年 8 月～2024 年 7 月，3,000 千円（３） 学内外の連携状況
静岡県茶業研究センターやサントリーグローバルイノベーションセンター株式会
社，オムロン株式会社と連携をとりながら，植物の防御機構や成長に関する研究を進めている。