植物生理学と生態学の融合による野外光応答の実態解明と原理探究

• 研究課題/領域番号: 17K19391
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 長谷 あきら 京都大学, 理学研究科, 教授 (40183082)
• 研究分担者: 工藤 洋 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (10291569)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 光応答 / 野外 / トランスクリプトーム / 光受容体 / スペクトル解析 / ハクサンハタザオ / 植物 / 野外応答 / フィトクロム / シグナル伝達

研究成果の概要

植物は、光環境の変化を敏感に感知し、それに対して適切に応答している。実験室内における均一な環境で行われた研究により、その分子機構の詳細が明らかにされつつある。一方、複雑な野外の環境下で植物がどのように光応答しているかについては、ほとんど知られていない。そこで本研究では、野外の光環境を詳細に測定し、その特性を明らかするとともに、野外トランスクリプトーム解析を行うことで、野外で実際に光応答している遺伝子の内容や特性を調べた。その結果、野外の光応答が、色々な面で実験室内で知られていた応答とは異なることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術学的意義は、これまでほとんど顧みられることが無かった野外の光応答に真正面から取り組み、その実態の一端を明らかにしたことにある。この結果、人為的な条件下で行われてきた従来型の研究からは予想できなかったような光応答の側面が明らかにされつつある。これによって、植物のより深い理解に向けた新しい分野が拓かれる端緒となった。植物研究は、農業や環境保護などにつながる社会的にも重要なテーマであり、本研究をさらに進めることで、人類の維持・発展に資する重要な成果が得られると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Divergence in red light responses associated with thermal reversion of PHYTOCHROME B between high‐ and low‐latitude species (2021)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Hajime、Suzuki Tomomi、Oka Yoshito、Gustafsson A. Lovisa S.、Brochmann Christian、Mochizuki Nobuyoshi、Nagatani Akira
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: - 号: 1 ページ: 75-84
  • DOI: 10.1111/nph.17381
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Regulation of sugar and storage oil metabolism by phytochrome during de-etiolation (2020)
  • 著者名/発表者名: Kozuka, T., Sawada, Y., Imai, H., Kanai, M., Yokota-Hirai, M., Mano, S., Uemura, M., Nishimura, M., Kusaba, M., and Nagatani, A.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 182 号: 2 ページ: 1114-1129
  • DOI: 10.1104/pp.19.00535
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 強い陰環境におけるphyA 依存的な避陰応答抑制に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大月亮太 et al.
  • 学会等名: 第６０回 日本植物生理学会年会（名古屋）
• [備考] 京都大学大学院理学研究科植物生理学研究室
  • URL: http://physiol2.bot.kyoto-u.ac.jp/HP3/
• [備考] 京都大学大学院理学研究科植物学教室
  • URL: http://www.sci.kyoto-u.ac.jp/ja/divisions/biol/bot/
• [備考] 京都大学大学院理学研究科 長谷研ホームページ
  • URL: http://physiol2.bot.kyoto-u.ac.jp/HP3/
• [備考] 京都大学大学院理学研究科 生物科学専攻植物学教室ホームページ
  • URL: http://www.bot.kyoto-u.ac.jp/j/1_seiri.html
• [備考] 京都大学大学院理学研究科植物生理学研究室ホームページ
  • URL: http://physiol2.bot.kyoto-u.ac.jp/HP3/index.html
• [備考] 京都大学大学院理学研究科植物学教室ホームページ
  • URL: http://www.bot.kyoto-u.ac.jp/j/index.html