Regulation of root system architecture via CO/FT network in arid land plants

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06687
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: Akashi Kinya 鳥取大学, 農学部, 教授 (20314544)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 乾燥ストレス / 植物 / 根系

Outline of Final Research Achievements

Drought stress is the largest rate-limiting factor for plant primary productivity worldwide. On the other hand, plants with outstanding tolerance to drought stress have been found on Earth. In this study, we obtained a series of molecular data on how the transcriptional factor CLCOL1 regulates the downstream gene regulator CLFT1 to positively regulate root system development under drought stress in wild watermelon in the Kalahari Desert, Africa, thereby enhancing water acquisition capacity and tolerance to adverse environments. The results also suggest that this regulatory model may be universally applicable to other drought-tolerant plants such as Jatropha, wheat, and cultivated watermelon, the latter is an evolutional descendent of the wild watermelon.

Free Research Field

植物分子生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水分欠乏下の植物は、高温・過剰照射光・過酸化など複合的な物理化学的ストレスを受けやすい。地球上の植物種の大部分を占める中生植物は、乾燥ストレスへの暴露により組織成長が顕著に抑制される。本研究が明らかにした野生種スイカのCLCOL-CLFT1系で見いだされた花成―根圏発達の統合的制御機構は、乾燥耐性植物のストレス耐性を担う形態形成制御が、その生活環と密接に関連することを示しており、また根系発達と一次代謝との相関性や、乾燥耐性を有する他の植物群における上記機構の普遍性など、学術的意義がある。また将来のストレス耐性の作物育種を進める育種戦略を策定する際にも重要であり社会的意義がある。