| 研究課題/領域番号 |
23K23601
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02336 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39030:園芸科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
樋口 洋平 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00746844)
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| 研究分担者 |
久松 完 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, 研究領域長 (00355710)
石森 元幸 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (50758729)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2024年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | キク / 光周性花成 / 高温開花遅延 / 概日時計 / EC / ゲノム編集 / プロトプラスト / 温度受容体 / 温暖化 / 開花遅延 / 光受容体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球温暖化に伴う作物生産に関わる諸問題を解決するため、高温耐性を備えた新品種の開発が喫緊の課題となっているが、植物の外気温応答機構は明らかになっていない。キクは日長調節による周年生産が世界的に普及しているが、夏季の高温による開花遅延の克服が積年の課題となっている。最近、シロイヌナズナにおいて光受容体と概日時計因子が温度受容体として機能することが報告され、光周期の受容と温度の受容経路が大幅に重複する可能性が示された。本研究では、キクの高温開花遅延をターゲット形質として光受容体や概日時計因子の機能解明を通じて光周期と温度刺激の統合点を明らかにし、最終的には人為的な開花適温の改変を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
作物の生育・開花適温の制御機構を明らかにするため、キクの高温による開花遅延現象に着目し、温度受容と光周期受容経路の統合点で機能すると考えられる概日時計遺伝子の機能解析に取り組んだ。EC構成遺伝子であるCsELF3のPrD構造を解析した結果、生育適温の異なる複数の植物種間やキク品種間において明確な構造の違いはみられなかった。EC構成遺伝子であるELF3, ELF4, LUXの機能を明らかにするため、過剰発現体とCRISPR/Cas9による遺伝子破壊株を作出した結果、一部の形質転換体において明確な開花遅延を示した。さらに、プロトプラストへの一過的遺伝子導入と長期培養・再分化条件の検討を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、近年の地球温暖化に伴いさまざまな農業分野で頻発している生育障害、開花遅延、着果不良などの深刻な問題を解決するため、植物の生育適温・適温の制御メカニズムを明らかにすることを目的とした。植物の温度受容機構は一部のモデル植物で近年報告があるのみで不明な点が多く残されている。開花期が光周期と温度の影響を強く受け、かつ産業的に重要な園芸作物であるキクを実験材料として用いることにより、温度受容の新たな分子機構が明らかになると期待される。得られた知見をもとにゲノム編集等により実用品種の開花適温を短期間に改変し、画期的な新品種を作出することが可能となる。
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