Studies of photoperiodic control of flowering in morning glory, a model short day plant

• Project/Area Number: 18K05569
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: Kuboyama Tsutomu 茨城大学, 農学部, 教授 (10260506)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野 道之 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (50201405)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 短日植物 / アサガオ / 日長 / 開花 / 光周性 / 開花期 / 到花日数 / QTL / ゲノム編集 / 花成 / InCO / 日長感応製 / 短日 / 選択的スプライシング / 日長応答

Outline of Final Research Achievements

Morning glory is a short day plant, which bloom when the night length longer than critical threshold. We studied the function of InCO, which is thought to be a key gene of photoperiodic flowering in morning glory. First, the expression patterns of InCO splicing variants were studied. Second observation of mutants of InCO, which were generated by CRISPR/CAS9 revealed that InCO suppress flowering in long day conditions. In addition, some mutants flowered earlier than wild type were selected from gamma ray irradiated Q63 M2 plants. These mutants will be useful tool for studying photoperiodic flowering.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

短日植物がどのように日長のシグナルを受容して開花誘導を行っているのかという問題は植物学上重要なテーマであるとともに，農作物の作期を人為的に操作するために必要な基礎的な情報であると言える．本研究課題では，短日植物のモデル植物であるアサガオにおいて短日植物の開花調節機構の鍵となる遺伝子InCOの機能解明に取り組んだものである．この知見は，今後，短日条件における開花誘導メカニズムの研究を進める上での基礎的な情報を提供するものである．

Research Products

• [Presentation] アサガオにおける γ 線を用いた突然変異誘発の試み (2020)
  • Author(s): 岡野 凌平，高橋 悠愛佳，勝山 弘章，久保山 勉
  • Organizer: 日本育種学会第138回講演会
• [Presentation] Mapping of qIF1, a QTL for days to flowering of morning glory and 24h expression of InCO, a candidate gene of qIF3 (2020)
  • Author(s): Keeranon Sasiprapa, Katsuyama Hiroaki, Ono Mitiyuki, Kuboyama Tsutomu
  • Organizer: 日本育種学会第138回講演会
• [Presentation] InCOにおけるsplicing variantの日長条件による量的変化 (2019)
  • Author(s): 勝山弘章, 小野道之, 久保山勉
  • Organizer: 第10回アサガオ研究集会
• [Presentation] アサガオの短日性花成誘導におけるInCONSTANSの機能解析 (2019)
  • Author(s): 鷲塚澪, 小野公代, 渡邊健太, 久保山勉, 中嶋信美, 白澤健太, 小野道之
  • Organizer: 第10回アサガオ研究集会
• [Presentation] Reproductive barriers in the interspecific hybridization between Ipomoea nil and I. hederacea (2018)
  • Author(s): Yui Hozumi, Maki Noguchi, Eiji Nitasaka, Tsutomu Kuboyama
  • Organizer: The 25th International Congress on Sexual Plant Reproduction
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CRISPR/Cas9を用いたアサガオの光周性花成誘導におけるCONSTANSの機能解析 (2018)
  • Author(s): 鷲塚澪, 小野公代, 渡邊健太, 本山星香, 樋口洋平, 久保山勉, 白澤健太, 小野道之
  • Organizer: 日本植物学会第82回広島大会
• [Presentation] 午後開花アサガオにおける開花時刻のQTL解析 (2018)
  • Author(s): 本山星香, 小野公代, 鷲塚澪, 甲斐文子, 遠藤沙織, 渡邊健太, 久保山勉, 中嶋信美, 白澤健太, 小野道之
  • Organizer: 日本植物学会第82回広島大会