昼咲き種と夜咲き種における花時計遺伝子の比較と光の影響の解明

日花和夜花物种花钟基因的比较以及光影响的阐明

• 批准号: 22K06363
• 负责人: 新田 梢
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Azabu 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-22K06363/
• 关键词: 開花時間; 時計遺伝子; 時間生物; 概日リズム; 光受容; ゲノミクス; トランスクリプトーム; RNA-Seq; 夜咲き

1日のうちの決まった時刻に花が開花することが知られている植物も多い。生物の分類体系の基礎を築いたとして有名なカール・フォン・リンネは、1日の決まった時刻に花が開いたり、閉じたりする植物を、時刻の順に並べた「花時計」というアイデアも考案した。開花する時間帯が違う場合、違う種類の虫が花を訪れることが多い。花を訪れた虫が花粉を運ぶため、花の開花時間は、繁殖や生殖隔離に影響を及ぼす重要な形質である。ハマカンゾウは朝に開花し、夕方に閉花する昼咲き種で、昼行性のアゲハチョウ類に送粉される。一方、キスゲは夕方に開花し、翌朝に閉花する夜咲き種で、夜行性のスズメガ類に送粉される。開花時間の違いが、対照的な花形質の進化に重要な役割を果たし、開花時刻の制御に概日リズムが関与していると示唆されている。先行研究や予備実験から、ハマカンゾウとキスゲでは、花組織(つぼみ)の段階から、開花時刻を制御する「花時計」の仕組みが異なる可能性が出てきた。本研究では、開花時刻が異なるこれら2種において、植物の概日リズムを制御する時計遺伝子群を候補に、「花時計遺伝子」を比較し、花組織における光の影響を解析することで、「花時計」の仕組みを明らかにすることを目的としている。2022年度は、光条件の違いによってハマカンゾウの開花・閉花時刻パターンに違いが生じることを明らかにした。

众所周知，许多植物会在一天中的特定时间开花。以奠定生物分类系统基础而闻名的卡尔·冯·林奈也提出了“花钟”的想法，其中植物的花朵在一天中的特定时间开放和关闭是按时间顺序排列的。不同类型的昆虫经常在不同时间访问花朵。开花时间是影响繁殖和生殖隔离的重要特征，因为访问花朵的昆虫携带花粉。黄花菜是昼行物种，早上开花，晚上闭合，由昼行燕尾蝶授粉。另一方面，Kisuge 是一种夜间开花的物种，在晚上开花，第二天早上关闭，由夜间活动的天蛾授粉。开花时间的差异在对比花卉性状的进化中起着重要作用，并且昼夜节律被认为参与控制开花时间。先前的研究和初步实验表明，从花组织（芽）阶段开始，黄花菜和百合之间控制开花时间的“花钟”机制可能有所不同。在这项研究中，我们比较了这两个不同开花时间物种的“花钟基因”，利用控制植物昼夜节律的候选时钟基因，并分析了光对花组织的影响，目的是阐明。 “花钟”的机制。在 2022 财年，我们发现光照条件的差异会导致黄花菜的开花和关闭时间模式的差异。