植物成長調整剤（2,4-D）処理がキウイフルーツ（Actinidia chinensis）の発育と化学組成に及ぼす影響 | BMC Plant Biology

キウイフルーツは雌雄異株の果樹であり、果実を結実させるには雌株による受粉が必要である。本研究では、植物成長調整剤2,4-ジクロロフェノキシ酢酸（2,4-D）を中国産キウイフルーツ（Actinidia chinensis var. 'Donghong'）に施用し、着果促進、果実品質向上、収量増加を図った。その結果、2,4-ジクロロフェノキシ酢酸（2,4-D）の外因的施用が中国産キウイフルーツの単為結果を有効に誘導し、果実品質を有意に向上させたことが示された。開花後140日目に、2,4-D処理した単為結果果実の着果率は16.95%に達した。2,4-Dおよび水で処理した雌花の花粉構造は異なり、花粉の生存能力は検出されなかった。成熟時に、2,4-D処理果実は対照群よりもわずかに小さく、果皮、果肉、芯の硬さは対照群とは有意に異なっていた。成熟時の2,4-D処理果実と対照果実の可溶性固形分含有量には有意差はなかったが、2,4-D処理果実の乾物含有量は受粉果実よりも低かった。
近年では、植物成長調整剤（PGR）様々な園芸作物において、単為結果の誘導に生長調整剤が広く利用されている。しかしながら、キウイにおける単為結果の誘導を目的とした生長調整剤の使用に関する包括的な研究はこれまで行われていない。本研究では、植物生長調整剤2,4-DがDunghong品種のキウイにおける単為結果に及ぼす影響と、キウイ全体の化学組成の変化について検討した。得られた結果は、キウイ果実の着果と全体的な果実品質の向上を目的とした植物生長調整剤の合理的な使用に関する科学的根拠を提供する。
この実験は2024年に中国科学院武漢植物園の国家キウイ遺伝資源バンクで実施されました。実験には、健康で病気のない5年生のActinidia chinensis「Donghong」の木3本が選ばれ、各木から正常に発育した花芽250個が試験材料として使用されました。
単為結果により、果実は受粉なしで正常に発育することができ、これは特に受粉が制限される条件下では重要である。本研究では、単為結果により受粉と受精なしに果実の着果と発育が可能になり、それによって最適ではない条件下でも安定した生産が確保されることが示された。単為結果の可能性は、特に花粉交配サービスが制限されているか存在しない場合に、悪環境条件下で果実の着果を増加させ、それによって作物の品質と収量を改善する能力にある。光強度、光周期、温度、湿度などの環境要因は、キウイフルーツの2,4-D誘導単為結果に影響を与える可能性がある。閉鎖または日陰の条件下では、光条件の変化が2,4-Dと相互作用して内因性オーキシン代謝を変化させ、品種によっては単為結果果実の発育を促進または阻害する可能性がある。さらに、管理された環境で安定した温度と湿度を維持することは、ホルモン活性を維持し、果実の着果を最適化するのに役立つ[39]。今後の研究では、制御された栽培システムにおける環境条件（光、温度、湿度）の最適化をさらに探究し、果実の品質を維持しながら 2,4-D 誘導単為結果を強化することが計画されている。単為結果の環境調節のメカニズムについては、依然としてさらなる調査が必要である。研究では、低濃度の 2,4-D（5 ppm および 10 ppm）でトマトの単為結果をうまく誘導し、高品質の種なし果実を生産できることが示されている [37]。単為結果果実は種がなく高品質であるため、消費者にとって理想的な選択肢となっている [38]。実験材料であるキウイフルーツは雌雄異株の植物であるため、従来の受粉方法では手作業による介入が必要であり、労働集約的すぎる。この問題を解決するために、本研究では 2,4-D を使用してキウイフルーツの単為結果を誘導し、受粉していない雌花による果実の枯死を効果的に防いだ。実験結果によると、2,4-D処理した果実は発育に成功し、種子数は人工受粉した果実に比べて大幅に減少し、果実品質も大幅に向上しました。したがって、ホルモン処理による単為結果誘導は、受粉の問題を克服し、種子のない果実を生産することができ、これは商業栽培にとって非常に重要です。
本研究では、中国産キウイフルーツ品種「東紅」において、2,4-D（2,4-D）が種なし果実の発育と品質に及ぼす作用機序を体系的に解明した。2,4-Dがキウイフルーツの種なし果実形成を誘導する可能性があることを示した先行研究に基づき、本研究では、外因性2,4-D処理が果実発育動態と果実品質形成に及ぼす制御効果を明らかにすることを目的とした。本研究の結果は、種なしキウイフルーツの発育における植物成長調整物質の役割を明らかにし、新しい種なしキウイフルーツ品種の開発に重要な生理学的根拠を提供する2,4-D処理戦略を確立した。本研究は、キウイフルーツ産業の効率性と持続可能性の向上に重要な実用的意義を有する。
本研究では、2,4-D処理が中国産キウイフルーツ品種「東紅」の単為結果誘導に有効であることを実証しました。果実発育中の外部特性（果実の重量やサイズなど）と内部品質（糖度や酸度など）を調査しました。0.5 mg/Lの2,4-D処理により、甘味が増し酸味が減ったことで果実の官能評価が著しく向上しました。その結果、糖酸比が大幅に増加し、果実全体の品質が向上しました。しかし、2,4-D処理果実と受粉果実の果実重量と乾物含量には有意な差が見られました。本研究は、キウイフルーツの単為結果と果実品質向上に関する貴重な情報を提供します。このような施用は、雄（受粉）品種や人工授粉を使用せずに果実を生産し、より高い収量を達成することを目指すキウイフルーツ生産者にとって、代替手段となる可能性があります。