2022 Fiscal Year Annual Research Report
A 'kinetic' analysis of environmental signals regulating winter length recognition in deciduous fruit trees.
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22H02334
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
齋藤 隆徳 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 助教 (20753479)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 自発休眠 / 温暖化 / 深層学習 / 転移学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リンゴ芽を用いて自発休眠前後のゲノム構造と転写変動との関係について、深層学習に基づき構築したモデルにより解析を行った。その結果、自発休眠の制御に関わると当初に想定したいた脂質・糖代謝・低温・低酸素・アブシシン酸応答といった５つのシグナルのうち、特に低温とアブシシン酸がリンゴの自発休眠の制御に重要な役割を果たしている可能性が伺えた。低温シグナルについては概日リズムを介して茎頂の発達制御を駆動していることを明らかにするとともに、アブシシン酸が非生物的ストレス応答へ作用していることも明らかとした。細胞分裂サイクルを中心とした茎頂の発達制御や、非生物的ストレスのうち酸化ストレスの自発休眠制御における重要性は、本研究で用いたリンゴのみならず様々な果樹で報告されており、過去の知見と一致するものと考えられた。さらに独自に開発した細胞モデルによりこれらの環境応答性について解析をしたところ、細胞モデルでも低温シグナルが細胞分裂サイクルに作用していることを確認できた。一方でアブシシン酸シグナルは低温に非依存的であり、どのような環境因子を受容しているかは明らかとすることはできなかった。すなわち環境因子という観点からみると、低温に依存して自発休眠を制御する経路と、低温に非依存的な経路が存在する可能性を見出した。現在は低温シグナルから茎頂の発達制御に関わる遺伝子の基礎的な解析を進めるとともに、アブシシン酸による制御を司る環境因子について解析を行っていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度の解析により、自発休眠の制御において重要な因子として、低温依存的シグナルおよびアブシシン酸を基軸とした低温非依存的シグナルの２つまで絞り込むことできた。今後はこのシグナル伝達に関わる遺伝子群を調べるとともに、その相互作用と伝達の時間的な推移を観測することを目的に、微弱発光イメージングシステムを基盤とした実験系の準備を同時並行的に行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はこれまでに得た情報に基づき、まずは秋季にはフィールドから採取した切り枝に対して低温処理をすることで、シグナル伝達に関わる遺伝子群について明らかにする。アブシシン酸を基軸とした非低温依存シグナルを調節する因子を解明することを目的として、自然条件下での芽での応答と低温処理をした培養細胞を利用し、その応答の違いをRNA-seq解析にて明らかにすることも予定している。なお。本年度についてはRNA-seq解析用の試料の調整を行うことを目標とする
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