リンドウ花弁にみられる緑色斑点の機能解析と形成機構の解明に向けた基盤整備

建立龙胆花瓣绿斑功能分析和形成机制的基础设施

• 批准号: 22K05637
• 负责人: 高橋 重一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05637/
• 关键词: 光合成; 葉緑体; リンドウ; 花; 模様; 色素体

野生種、園芸種の別なく日本に分布する一般的なリンドウの花には緑色斑点がみられ、この斑点は光合成能を示す葉緑体を多数保持する表皮細胞で構成されている。また、この緑色斑点は発蕾初期から開花前直前のステージにかけて構築されることも明らかになっている。しかしながら、花弁の表皮でわざわざ光合成を行う生理学的な意義は不明である。さらに、緑色斑点の形成機構に関する知見も皆無である。そこで本研究では、緑色斑点が果たす生理機能の解明と緑色斑点の形成機構の解明に向けた基盤整備を目的とする。本年度は、緑色斑点の葉緑体の構造について、発達段階において違いがみられるかにについて予備調査を行った。結果、蕾の初期のステージでみられる表皮細胞の葉緑体では、サイズが小さいもののチラコイドおよびグラナに加え、デンプン粒の存在が確認できた。一方、開花後の緑色斑点の葉緑体においてはデンプン粒は認められなかった。このことから、つぼみの段階で葉緑体に蓄えられたデンプン粒が花においてエネルギー源として利用されることが示唆された。また、緑色斑点の形成機構の解明に向けた青色斑点と緑色斑点の交配集団の整備を進める第一歩として、本年度は青色斑点の系統の種子を播種し、発芽した個体を養成した。当初、研究計画に盛り込んでいた、花持ちに対する光合成阻害剤の評価等については、研究代表者の所属機関の移動に伴う研究環境の変化により本年度の実施を見送った。

龙胆花，无论是野生还是花园品种，在日本都很常见，带有绿色斑点，这些斑点由含有大量叶绿体的表皮细胞组成，具有光合作用能力。研究还表明，这些绿斑是从萌芽初期到开花前形成的。然而，花瓣表皮进行光合作用的生理意义尚不清楚。此外，对于绿斑的形成机制尚无了解。因此，本研究的目的是为阐明绿斑的生理功能、阐明绿斑的形成机制奠定基础。今年，我们进行了初步调查，以确定绿斑中叶绿体的结构是否因发育阶段的不同而存在差异。结果，在芽的早期阶段所见的表皮细胞的叶绿体中，除了类囊体和基粒之外，还确认了淀粉颗粒的存在，尽管尺寸很小。另一方面，开花后绿斑的叶绿体中没有观察到淀粉颗粒。这表明在芽期储存在叶绿体中的淀粉颗粒被用作花朵的能量来源。此外，作为开发蓝斑和绿斑杂交种群以阐明绿斑形成机制的第一步，今年播种了蓝斑菌株的种子并培养了发芽个体。原本列入研究计划的光合作用抑制剂对花卉寿命的评价，由于主要研究者所属机构调动导致研究环境发生变化，今年被推迟。