2020 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism of photoperiodic flowering in nature
Publicly Offered Research
| Project Area | Determining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction |
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| Project/Area Number |
19H04866
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
波間 茜 (久保田茜) 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (70835371)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 花成 / 野外環境 / 光周性 / 温度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生殖過程を成功させる第一段階は、適切な時期の花成誘導である。花成ホルモンであるフロリゲンをコードするFT遺伝子は、花成時期を決定づける重要な因子である。これまでに考えられてきた花成制御の分子モデルでは、「長日条件の夕方の時間帯 (鍵穴) に光シグナル (鍵) が入力されることでFT遺伝子の発現が誘導される」とする、外的符合モデルが広く受け入れられている。しかし申請者らは、野外の長日条件においてはFT遺伝子は朝夕の2回発現することを発見した。そこで本研究では、野外における朝夕のFT発現制御の鍵となる「光」および「温度」に着目し、これらの環境シグナルが「いつ」入力されることが花成制御に重要かを明らかにすることとした。野外環境を単純化して再構成した実験室条件を設定し、光と温度のそれぞれについて、FTの発現制御に効果的な時間帯が存在することを見出した。光シグナルについては、夜明けのタイミングを定期的に前倒し、植物をいわば「時差ボケ」状態におくことでFT遺伝子の発現誘導に与える影響を解析し、夜中の光受容が朝FTの誘導に効果的であることを見出した。また、温度シグナルについては、低温シグナルが朝夕の時間特異的にそれぞれ異なる転写因子の活性を制御することで、1日を通じてFTの発現制御を行うことを見出した。これらの結果から、野外環境において植物は、一日の異なるタイミングに応じて光への応答性や温度応答を変化させることで、花成応答を最適化している可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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