Reversible, diurnal red shift of corolla color in blue cultivars of Phlox paniculata (Polemoniaceae)

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05559
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39030:Horticultural science-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Kokubun Hisashi 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 准教授 (20282452)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 可逆的花色変化 / 液胞pH / アントシアニン

Outline of Final Research Achievements

Phlox paniculata blue cultivars exhibit reversible flower color change between red and blue within a day. The results showed flower color and petal extraction pH did not change under constant environmental conditions, and the petal extraction pH of blue cultivars were classified into three types according to the reaction to the environmental factors: (1) light only, (2) light and temperature, (3) synergistic effects of light and temperature. The red and white cultivars did not visually change flower color, but their petal extraction pH values changed similarly to the blue cultivars although the range of pH differed in red cultivars. We conclude that reversible flower color change in P. paniculata is not dependent on circadian rhythms, but influenced solely by the environment. The RNA-seq result revealed an NHX2-like gene that showed 4-fold expression difference between blue and red petals of ‘Blue Paradise.’

Free Research Field

観賞園芸学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の結果、環境を調節することでpHを任意に設定できれば、クサキョウチクトウが水素イオントランスポーター遺伝子などを始めとするpH調節のモデル植物となり、この分野の学術的発展に繋がる可能性が示された。また、環境条件によって花色が変わる性質を抑制することで、常に安定した青色を発現する品種の開発が可能になるだけでなく、逆にこの性質を強めることで、室温によって色が変化し、冷房の効きすぎを警告するなど温度の目安にもなる品種の開発につながる。また、本研究の副産物として得られたトランスクリプトームの情報は今後のフロックス属の分子遺伝学的研究の基礎資料として有用である。