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。

树木发芽和展叶的时机是一个重要的研究课题，因为它关系到个体的生存和生长、物种分布、气候变化等。近年来，在了解控制春芽开放和叶片扩展的遗传基础方面取得了巨大进展，主要是在模式树杨中。另一方面，有许多树种在春季叶子扩展后形成芽，然后在夏季再次芽和叶子扩展（二次叶子扩展）。关于这种情况如何发生有很多未知数。因此，在这项研究中，我们研究了是否存在一种共同的控制机制，无论季节如何，例如春季或夏季，休眠芽发育叶子时都会起作用，如果是的话，什么样的基因参与了这种调控。如果是这样的话，并开始以具有次生叶的栎树为材料进行研究。申请人从锯缘栎冬季休眠芽、春芽芽和夏季休眠芽中提取RNA，并进行全面的基因表达分析。比较冬季休眠芽和开放芽，以及比较夏季休眠芽和开放芽，揭示了冬季休眠芽中表达水平较高的基因组以及夏季休眠芽中表达的基因我们发现丰度很高的基因组。为了寻找在两者中共同作用的基因，我们寻找了冬季休眠芽中表达水平高的基因组和夏季休眠芽中表达水平高的基因组中共同包含的基因。结果发现两者都包含了很多基因。这表明可能存在一种控制机制来维持芽休眠，无论季节如何。