2023 年度研究成果報告書

被子植物において葉の獲得を可能にした分子基盤の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	20KK0340
研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
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	東京大学
研究代表者	中山北斗東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30610935)
研究期間 (年度)	2021 – 2023
キーワード	発生進化学 / 発生学 / 進化学 / 植物 / 葉 / 多様性
研究成果の概要	本研究では、現生の被子植物の系統樹において最基部で分岐したことが明らかになっているAmborella trichopoda(アンボレラ)と最も葉の発生の分子機構が明らかになっているモデル植物である Arabidopsis thaliana(シロイヌナズナ)との、発生、形態、そしてRNA-seqによる遺伝子発現プロファイルの比較により、葉の発生に関わる遺伝子制御ネットワークが広範な被子植物の間で保存されていることを明らかにした。このことは独立に複数回獲得されたことが明らかになっている、陸上植物の葉の進化に関して、その共通性や独自性を明らかにするための基盤ができ、大きな成果であったと言える。
自由記述の分野	発生進化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	研究成果の意義としては、葉の進化過程はこれまで化石研究が主であり、その進化過程も背景にある分子機構も全く明らかになっていなかった。今回の研究で被子植物において葉の発生に関わる遺伝子制御ネットワークが被子植物の間で保存されている事を明らかとし、陸上植物における葉の進化を考える上で比較基盤として利用できる点は成果と言える。またこの事は葉の発生に必要な根元的な遺伝子群を同定することに繋がるため、それらを用いて、葉を持たない植物、あるいは本来葉が発生しない部位に葉を持たせることで新奇形態の園芸植物や光合成効率を向上させた作物を作出する技術の基盤の創出を導くことができるという社会的意義も挙げられる。