リンゴの萌芽制御における冬の“長さ”の認識に関わる脂質シグナルの解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K15814
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 齋藤 隆徳 千葉大学, 大学院園芸学研究科, 助教 (20753479)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 自発休眠 / エピジェネティクス / オミクス解析

Outline of Annual Research Achievements

リンゴ‘ふじ’を供試し、冬季における芽の萌芽能の変化を調査した。その結果、１０月から１１月にかけては約８割の芽について２週間以内に萌芽が見られたが、１２月には明確な萌芽能の低下が起こり、約８割の芽が萌芽するのに３週間を要した。その後、１月には４週間経過してもほとんどの芽で萌芽が見られなかったことから、１１月から１２月の間に長時間の低温、すなわち冬を認識して萌芽能の喪失を起こし始めたことを確認した。そこで芽がどのように冬の長さを認識しているかについて、細胞メモリー（クロマチン構造の変化）の観点から、１１月と１２月の芽の全ゲノム領域におけるクロマチン構造をMicrococcal nucleas-sequencing法にて調査をした。その結果、２００を超える脂質代謝関連遺伝子のゲノム領域においてクロマチン構造の変化が認められた。またこれらの遺伝子の一部についてリアルタイムPCR法により、遺伝子の発現変動を調査したところ、脂質の分解に関わる遺伝子が抑制されていることを見出した。脂質代謝関連遺伝子について、クロマチン構造の変化と遺伝子の発現変動に関連がみられたことは、脂質代謝が細胞メモリーによって制御されている可能性を示すものと考えられた。さらにこれらの脂質代謝関連遺伝子のプロモーター領域のクロマチン構造の変化も調査したところ、多くの遺伝子においてMADS-boxタンパクの結合領域が１１月から１２月にかけて表出していることを確認した。したがってMADS-boxタンパクの結合によって脂質関連遺伝子群が一括で制御されている可能性も示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

脂質代謝が細胞メモリーによって制御されていることや、MADS-boxタンパクの結合によって脂質関連遺伝子群が一括で制御されていることを見出すことができたことから、おおむね順調に研究が進捗していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

すでに１１月と１２月の芽における全転写産物についてRNA-sequence解析を開始しており、今後はこの結果に基づきパスウェイ解析などによって脂質シグナルの全体像を明らかにするとともに、脂質シグナルの起点となりうるMADS-boxタンパクについて検証を行う予定である。