Understanding of the lipid signalling involved in recognition of winter length for apple bud dormancy

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15814
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Saito Takanori 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 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 / 低温記憶 / 温暖化

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on changes in chromatin structure, which serve the cellular memory of prolonged cold perception. We especially examined to clarify the relationship between chromatin structure and lipids metabolism. Finally, we proposed the model of cellular machinery as below;
In the initial step of axillary bud dormancy, winter was perceived by low temperature and abscisic acid, and then 1) the chromatin opening of MADS-box binding sequences in the promoters of lipid metabolism relating genes is provoked, 2) which enhance the binding MADS-box protein, 3) resulting the lipid concentration induced, such as jasmonic acid, and reduced cell division via lipid accumulation.

Free Research Field

果樹園芸学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの果樹の芽の休眠研究は、主に温度ストレス耐性や成長抑制の観点からの議論が中心となっており、エネルギー代謝の観点からの解析例はほとんどなかった。本研究の成果より、脂質代謝が細胞における記憶機構に含まれていることが明らかにできた。すなわち単なる成長停止ではなく、萌芽のエネルギーとしての脂質蓄積を行うための準備期間として、休眠を積極的に利用している可能性を見出した。したがって温暖化を含む気候変動に対応する果樹の育種の現場に対して、これまでとはまったく異なる観点を提示するとともに、関連する遺伝子の情報といった基盤的な知見を提供できるものと考えている。