コナラ属における開芽・展葉制御とその種間・集団間変異の遺伝基盤の解明

阐明栎属芽开放和叶展开控制的遗传基础及其种间和群体间变异

基本信息

批准号：
22K05756
负责人：
小林正樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Japan International Research Center for Agricultural Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

樹木の開芽・展葉時期は、個体の生存と成長、種の分布、気候変動などとの関連から、重要な研究対象である。近年モデル樹木のポプラを中心に、春の開芽・展葉を制御する遺伝基盤の理解に大きな進展があった。一方で、樹木の中には春の展葉後に芽を形成し、夏に再び開芽・展葉（二次展葉）を行う種が多く存在するが、そのような二次展葉がどのようにして起こるのかについては不明な点が多い。そこで本研究では、春や夏といった季節の違いによらず休眠した芽が展葉する際に共通して働く制御機構が存在するのか、もしも存在するのであればどのような遺伝子がその制御に関与しているのかとの問いを立て、二次展葉を示すコナラを材料として研究に着手した。申請者らは、コナラの冬の休眠した芽、春の開芽時の芽、夏の休眠した芽からRNAを抽出し、網羅的な遺伝子発現解析を行った。冬の休眠した芽と開芽時の芽の比較、夏の休眠した芽と開芽時の芽の比較から、冬の休眠した芽で発現量が高くなる遺伝子群、夏の休眠した芽で発現量が高くなる遺伝子群をそれぞれ見出した。両者で共通して働く遺伝子を探索するために、冬の休眠した芽で発現量が高くなる遺伝子群と夏の休眠した芽で発現量が高くなる遺伝子群に共通して含まれる遺伝子を探索した結果、両者に含まれる遺伝子が多数存在することがわかった。このことから、季節によらず芽の休眠状態を保つための制御機構が存在する可能性があることが考えられた。

由于个体生存与生长，物种分布和气候变化之间的关系，树芽和叶是研究的重要主题。近年来，了解调节春季芽和树叶的遗传基础，主要是杨树，取得了重大进展。另一方面，有许多树木在春天的叶子之后形成芽，然后在夏天再次芽并再次蔓延（次要叶子），但是关于这种次要叶子是如何发生的许多未知数。因此，在这项研究中，我们询问当休眠芽散布叶子时，无论季节性差异（例如春季或夏季）是否有任何调节机制，无论是春季还是夏季，这些基因都涉及哪些基因的调节，我们开始使用Oak进行研究，橡木（如材料）都呈现次要芽叶。申请人在冬季，春季和夏季休眠的芽中从休眠的芽中提取RNA，并进行了全面的基因表达分析。比较冬季休眠的芽和芽期间的芽，并比较夏季的休眠芽和芽期的芽，我们发现了一组基因，其基因的表达水平在冬季休眠芽中的表达水平较高，而夏天的表达水平较高。为了搜索两者之间共同起作用的基因，我们搜索了在冬季在休眠芽中表达的基因中通常包含的基因，夏季在休眠的芽中表达的基因，发现两者中都有许多基因。这表明，无论季节如何，都可能存在一种控制机制来保持芽状态的休眠状态。