| 研究領域 | 不均一環境変動に対する植物のレジリエンスを支える多層的情報統御の分子機構 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
21H05659
|
|---|
| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
|
|---|
| 研究機関 | 滋賀大学 |
|---|
研究代表者 |
西尾 治幾 滋賀大学, データサイエンス学系, 助教 (60802593)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
|
|---|
| キーワード | 花成抑制遺伝子 / 気温変動 / 頑健性 / 花成制御 / 統計モデリング / 環境変動 / エピジェネティクス / 花成ステージ遷移 / FLOWERING LOCUS C / 抑制型ヒストン修飾 / 不規則な環境変動 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
春は短期的な気温変動が激しい季節であるが、多くの植物が気温変動に惑わされずに、適切な期間開花する。春の認識に関わる仕組みである春化応答では、花成抑制因子FLOWERING LOCUS C（FLC）が中心的な役割を果たす。植物に長期低温処理を施すと、FLC発現が抑制され、低温期間に比例してFLC遺伝子座に抑制型ヒストン修飾が蓄積する。本研究は、不規則な環境変動下におけるFLCの頑健な制御の仕組みを明らかにすることを目的とする。そのために、シロイヌナズナ属のハクサンハタザオを対象として、野外調査、室内実験、統計モデリングによる多角的なアプローチを用いる。
|
| 研究実績の概要 |
モデル植物シロイヌナズナにおいて春の認識に関わる仕組みである春化応答では、花成抑制遺伝子FLOWERING LOCUS C（FLC）が中心的な役割を果たす。植物に長期低温処理を施すと、FLCの発現が抑制され、低温期間に比例してFLC遺伝子座に抑制型ヒストン修飾H3K27me3が蓄積する。研究代表者らは、シロイヌナズナ属の多年草であるハクサンハタザオにおいて、FLCは春の暖かさに応答するが寒さに応答しないことを見出していた（Nishio et al., 2020 Nat. Commun.）。
この仕組みにおけるH3K27me3の役割を調べるため、AhgFLC遺伝子座全体にH3K27me3が蓄積している春に植物を自然生育地から鉢植えに移植し、暖温と低温を一定間隔で繰り返す変動環境下で生育させ、AhgFLC発現の時系列変化を調べた。その結果、AhgFLCは気温変動にも関わらず発現上昇を続けた。また統計モデリングの結果、AhgFLC発現は約8週間の長期的な気温に応答していることが分かった。一方、秋を模倣した環境で生育した植物を変動環境下に移して生育させたところ、AhgFLC発現は2週間未満の比較的短期間の気温変動に応答していた。したがってAhgFLCは春においてのみ発現上昇を続ける頑健性を備えていることが分かった。
また学術変革領域内の他の研究グループと、複数の共同研究を進行している。特に宇都宮大学との共同研究により、状態空間モデルを用いた細胞小器官運動の統計解析を行うためのR言語のパッケージ「cellssm」を開発し、国際誌へ論文を投稿した。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
