2022 年度研究成果報告書

基部陸上植物ゼニゴケの生殖誘導を制御する光シグナルと概日時計の統合機構の解明

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	20K15818
研究種目	若手研究
配分区分	基金
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	京都大学
研究代表者	井上佳祐京都大学, 生命科学研究科, 助教 (20805931)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	光 / 概日時計 / 光周性 / 成長相転換 / 基部陸上植物 / ゼニゴケ
研究成果の概要	本研究では基部陸上植物である苔類ゼニゴケの日長認識機構を検証した。24時間以外の様々な日周条件でゼニゴケの成長相転換を観察し、ゼニゴケの成長相転換が概ね明期と暗期の長さの比によって決まることを明らかにした。また、時計遺伝子の破壊や、薬理学的な解析によって内生のリズムを撹乱しても成長相転換に大きな影響が生じないことを確認した。さらに、明期の長さに応答して発現変動が生じる遺伝子をRNA-seqによって同定し、多数の植物ホルモン生合成酵素遺伝子が含まれることを見出した。以上より、被子植物とは異なり基部陸上植物ゼニゴケは概日時計に大きく依存しない日長認識機構をもつことを示した。
自由記述の分野	植物生理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	日長を認識して応答を制御する「光周性」は概日時計と光シグナルの相互作用を介した外的符号モデルによって制御されることが知られていたが、光周性研究は被子植物に限定されていたため、幅広い植物種にも外的符号モデルが成り立つのかは未明であった。本研究ではゼニゴケの日長応答が概日時計に大きく依存せず、明期と暗期の長さの比によって決まることを明らかにし、基部陸上植物が被子植物とは異なる日長認識機構を持つこと明らかにした。これまでは限られた植物種の解析によって日長認識機構のモデルが提唱されてきたが、本研究の成果は植物が多様な日長認識機構をもつ可能性を示しており、研究分野に新たな視点をもたらすと考えられる。