乾燥地植物における花成因子COおよびFTを介した根系発達促進機構の解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K06687
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分44030:植物分子および生理科学関連
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 明石 欣也 鳥取大学, 農学部, 教授 (20314544)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 乾燥ストレス / 植物 / 根系

研究成果の概要

乾燥ストレスは、世界の植物一次生産性を律速する最大要因である。一方、地球上には乾燥ストレスに対して卓越した耐性を有する植物が見いだされている。本研究では、アフリカ・カラハリ砂漠に自生する野生種スイカにおいて、転写調節因子CLCOL1が下流遺伝子制御因子CLFT1を制御し、乾燥ストレス下で根系発達を正に制御することで、水分獲得能を強化し悪環境への耐性を行う様式について、一連の分子データを取得した。またこの一連の制御モデルが、他の乾燥耐性植物であるトウダイグサ科のジャトロファや、乾燥地作物のコムギ、また野生種スイカを祖先種とする栽培種スイカ等においても普遍性を持ち得る示唆を得た。

自由記述の分野

植物分子生理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

水分欠乏下の植物は、高温・過剰照射光・過酸化など複合的な物理化学的ストレスを受けやすい。地球上の植物種の大部分を占める中生植物は、乾燥ストレスへの暴露により組織成長が顕著に抑制される。本研究が明らかにした野生種スイカのCLCOL-CLFT1系で見いだされた花成―根圏発達の統合的制御機構は、乾燥耐性植物のストレス耐性を担う形態形成制御が、その生活環と密接に関連することを示しており、また根系発達と一次代謝との相関性や、乾燥耐性を有する他の植物群における上記機構の普遍性など、学術的意義がある。また将来のストレス耐性の作物育種を進める育種戦略を策定する際にも重要であり社会的意義がある。