研究課題
基盤研究(C)
水分ストレス応答と形態形成との関わりは、モデル植物を用いたSL研究においても詳細が不明な点が多いが、本研究は、イチゴ属の特殊な形態形成と環境適応に関わるSLの役割について詳細な分子機構を解析することにより、SLを介した栄養繁殖性植物の環境ストレスによる形態形成調節の機構解明を推進する。
クローナル植物イチゴの栄養繁殖と環境応答のクロストークを明らかにするために、CRISPR/Cas9により二倍体イチゴFragaria vescaのストリゴラクトン（SL）受容体DWARF14（D14）変異体を作製し解析した。fvd14変異体は器官サイズと数の間で成長におけるトレードオフが見られ、気孔開口度が増大し高いCO2吸収能とバイオマス生産量を示した。一方、fvD14 の表現型は水分ストレス耐性に重要なアブシジン酸非依存的な経路を制御されていることが示唆された。変異体のトランスクリプトーム解析から、FvD14 は種々の植物ホルモン応答や代謝経路など多くの下流遺伝子を制御することが示された。
本研究は、植物の繁殖様式と環境因子との関わりを分子レベルで解明するため、クローナル植物のモデルとしてのイチゴ属において、植物ホルモンストリゴラクトン(SL)受容体D14の欠損変異体をゲノム編集で作製し、その表現型を解析した。本研究により、クローナル植物であるイチゴ属の栄養繁殖と環境適応に関わる様々なプロセスにおいてSLが中心的な役割を持つということと、そのクロストークの詳細が初めて明らかにされた。環境に対する植物の適応メカニズムの解明だけでなく育種や生態学に重要な知見をもたらすと期待できる。さらにイチゴにおける新しい品種改良を目指したゲノム編集基盤として応用技術への波及効果が期待できる。
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すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 図書 (4件)
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