Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
適切な季節での開花 (花成) のコントロールは、植物の生存戦略としてだけでなく農業においても重要である。花成ホルモンの正体であるFT遺伝子の発現は、これまでの実験室条件では、夕方に1回のみであり、そのことを前提とした基礎・応用研究が進められてきた。しかし申請者らは、野外条件においてFTは夕方だけでなく朝にも発現しており、花成に重要な役割を果たしていることを見出した。本研究では、朝にFTが誘導される分子メカニズムとその生物学的意義を明らかにすることで、植物の新たな季節認識モデルの提唱を目指す。
生殖過程を成功させる第一段階は、適切な時期の花成誘導である。花成ホルモンであるフロリゲンをコードするFT遺伝子は、花成時期を決定づける重要な因子である。これまでに考えられてきた花成制御の分子モデルでは、「長日条件の夕方の時間帯 (鍵穴) に光シグナル (鍵) が入力されることでFT遺伝子の発現が誘導される」とする、外的符合モデルが広く受け入れられている。しかし申請者らは、野外の長日条件においてはFT遺伝子は朝夕の2回発現することを発見した。そこで本研究では、野外における朝夕のFT発現制御の鍵となる「光」および「温度」に着目し、これらの環境シグナルが「いつ」入力されることが花成制御に重要かを明らかにすることとした。野外環境を単純化して再構成した実験室条件を設定し、光と温度のそれぞれについて、FTの発現制御に効果的な時間帯が存在することを見出した。光シグナルについては、夜明けのタイミングを定期的に前倒し、植物をいわば「時差ボケ」状態におくことでFT遺伝子の発現誘導に与える影響を解析し、夜中の光受容が朝FTの誘導に効果的であることを見出した。また、温度シグナルについては、低温シグナルが朝夕の時間特異的にそれぞれ異なる転写因子の活性を制御することで、1日を通じてFTの発現制御を行うことを見出した。これらの結果から、野外環境において植物は、一日の異なるタイミングに応じて光への応答性や温度応答を変化させることで、花成応答を最適化している可能性が示唆された。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022 2021 Other
All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Peer Reviewed: 2 results, Open Access: 1 results) Presentation (6 results)
New Phytologist
Volume: - Issue: 1 Pages: 208-221
10.1111/nph.18932
Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.)
Volume: 2398 Pages: 121-134
10.1007/978-1-0716-1912-4_11
