ウキクサ植物の個体間花成誘導制御機構の解明

浮萍植物个体间成花诱导控制机制的阐明

基本信息

批准号：
21J15792
负责人：
磯田珠奈子
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J15792/
关键词：
ウキクサ花成誘導植物間コミュニケーション

项目摘要

淡水性の単子葉類であるウキクサ植物は、水面が揺れることで個体同士がぶつかり合う、または昆虫が植物上を歩き回ることで受粉する。そのため、受粉効率を上げるためには近距離の複数個体が同時に開花する必要がある。よって、ウキクサ植物には花成個体が近隣の非花成個体を花成誘導するような、個体間花成誘導コミュニケーションがあるのではないかと考えた。ウキクサ植物の一種であるW. hyalinaは、非花成誘導条件であっても花成個体と混合培養することで花成誘導された。さらにこの他個体による花成誘導は同種間だけではなく、アオウキクサとW. hyalinaといった他種間でも有効であることがわかった。また花成個体の培養培地のみで花成誘導できることから、ウキクサの花成個体が何らかの花成誘導物質を培地中に放出することで近傍の非花成個体を花成誘導するということが明らかとなった。花成誘導物質の特定には至らなかったものの、熱処理実験やODSカラムによる分画から、低分子の熱に強い化合物ではないかと予想している。また、日本全国から採取したアオウキクサの株を用いて花成誘導性を評価したところ、株によって花成誘導性が大きく異なることがわかった。緯度との相関は見られなかったが、花成誘導物質の放出量は同種内であっても株によって差があると考えられる。本研究はウキクサ植物の個体間花成誘導コミュニケーションとその生態学的な意義を明らかにする上で重要性が高い。花成誘導物質が特定されれば、化合物を介した新たな植物間コミュニケーション機構が明らかとなり、植物間相互作用に関する研究をさらに進めることが期待できる。さらに本研究ではウキクサ植物が種を超えて同じ花成誘導物質を使用している可能性が示唆された。このように近縁種が同時に開花する機構が保存されているということは進化的な意義を考える上でも非常に興味深い発見である。

淡水单子叶植物的鸭藻植物是由于水面颤抖或漫游植物的昆虫而相互碰撞的个体授粉。因此，为了提高授粉效率，必须同时同时开花。因此，我们认为可能存在个体间的开花交流，其中成年矮植物会导致附近的非绿色个体开花。 W. hyalina是一种鸭草植物，即使在非开花诱导条件下，也是由开花个体混合培养物诱导的。此外，发现其他个体开花的诱导不仅在均质物种之间有效，而且在其他物种（如蓝尾鸭质和W. hyalina）之间也有效。此外，由于开花只能由开花个体的培养基诱发，因此已经发现，成年的鸭蛋释放的成年矮人个体释放一些开花会引起附近的非绿色个体的开花，从而诱导某些开花诱导开花会诱发开花，从而诱发开花。尽管尚未确定开花诱导剂，但我们预测它是一种低分子量化合物，使用ODS色谱柱对热处理实验的热量和分馏。此外，当使用日本各地收集的绿色鸭质菌株评估开花感应特性时，发现开花诱导特性取决于植物的不同。尽管没有发现与纬度的相关性，但人们认为开花诱导剂的释放量也取决于菌株，即使在同一物种中也有所不同。这项研究对于阐明个体间开花引起的鸭草植物的交流及其生态意义非常重要。一旦确定了开花诱导剂，通过化合物的新植物间交流机制将变得清晰，并且可以预期对植物间相互作用进行进一步研究。此外，这项研究表明，鸭草植物可以在各种物种之间使用相同的开花诱导剂。考虑到它们的进化意义，这种密切相关物种并发开花的保守机制是一个非常有趣的发现。