2013 Fiscal Year Research-status Report

ラベンダーの低温要求性制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number	25450048
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research Institution	Nihon University
Principal Investigator	腰岡政二日本大学, 生物資源科学部, 教授 (80094340)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords	ラベンダー / 低温要求性 / ジベレリン / 生合成酵素遺伝子 / 受容体遺伝子
Research Abstract	実験1．低温要求性獲得機構の解明：開花後の腋芽に短日条件化において0、6、9、12、15週間5℃の低温処理を施すことにより、開花のための低温要求量について調べた。低温後の開花条件は、23℃、8～16時間日長とした。その結果、開花のための低温要求性獲得機構には12週間以上の低温遭遇が、開花には9時間以上の日長が必要であることが明らかになった。実験2．低温要求性獲得時および解除時におけるジベレリン（GA）メタボロームの解析：ラベンダーのGAメタボロームマップは活性GA1に至るGA53→(GA44)→GA19→GA20→GA1であることを明らかにしている。それらの動態について、GA53は低温処理9週目より減少し15週目まで減少すること、他のGA類は低温開始から低い値を維持したが、GA19およびGA20は低温15週終了後6日目から、GA1は21日目から増加し始め開花時には最高値を示した。以上から、低温15週間を経過した植物体では、その後の温暖条件下でGA19→GA20→GA1の代謝系が活性化することで活性GA1量が増し開花に至ると判断した。実験3．GA生合成酵素遺伝子およびGA受容体遺伝子の単離：GA生合成酵素遺伝子のうちGA20oxの部分配列の1425塩基を、GA3oxの部分配列の628塩基を、GA2oxの部分配列の596塩基を、GA受容体遺伝子GID1の部分配列の354塩基を同定した。GA20oxおよびGA3oxはトレニアと、GA2oxはアサガオと、GID1はタルウマゴヤシと高い相関性を示した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ラベンダーの低温要求性獲得機構の解明については、腋芽増殖苗に対して短日条件下の低温処理および低温後の日長処理を施すことにより、低温要求性獲得機構には12週間以上の低温遭遇が、開花には9時間以上の日長が必要であることを明らかにした。また、低温要求性獲得時および解除時におけるジベレリン（GA）メタボロームを解析し、低温15週間を経過した植物体では、その後の温暖条件下でGA19→GA20→GA1の代謝系が活性化することで活性GA1量が増し開花に至ると判断した。さらに、開花に関わるGA生合成酵素遺伝子およびGA受容体遺伝子を単離し、それぞれの部分塩基配列を決定した。以上のように、平成25年度の研究実施計画を計画通りに進捗している。
Strategy for Future Research Activity	実験2、実験4および実験5を実施する。実験2. 低温要求性獲得時および解除時におけるGAメタボロームの解析：低温要求性の解除おいて，低温蓄積量不足株でGA処理による明らかな花芽分化促進や開花促進が認められるものの，低温蓄積量充足株ではGAの効果は認められない。このことから，低温蓄積量にともないGAメタボロームが変化するとともに，GAに対する細胞感受性が変化するものと考えた。そこで，低温要求性の獲得時および解除時におけるGAメタボロームが変化を25年度に引き続き解析する。実験4. 低温要求性獲得時および解除時におけるGA生合成酵素遺伝子とGA受容体遺伝子の発現解析（27年度までの2年間）：実験3で単離したGA生合成酵素遺伝子およびGA受容体遺伝子をプローブとして用い，低温要求性獲得時および解除時におけるこれら遺伝子の発現解析を行い，実験2での内生GAの動態とあわせて花芽分化との関わりを考察する。実験5. 低温要求性とGA感受性の解明（27年度までの2年間）：これまでの研究から低温蓄積量不足株ではGA処理による低温の補完が可能であるが，低温蓄積量充足株ではGA処理の効果が認められないことから，GAに対する細胞感受性が変化するものと考えた。そこで，内生GAメタボロームの解析（実験2）とGA生合成遺伝子およびGA受容体遺伝子の発現解析（実験4）から，GA処理および低温処理により花芽を誘導するGA量およびGA受容体量の閾値について明らかにする。
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	内生ジベレリン検出用GCカラムを購入する予定であったが、他の植物ホルモン分析用に使用していたGCカラムを流用することができたことにより、25年度計画分の必要経費を予定金額より少なめに賄うことができた。残額は26年度計画分で使用したい。 26年度は内生ジベレリン分析および遺伝子解析に経費支出が見込まれるため、それらに関わる分析試薬や解析試薬の購入のために、25年度残額分と26年度計画分を合わせて使用したい。