植物が栄养环境に応じて花を咲かせる仕组みを解明 ~环境负荷の低い効率的な施肥と作物収量増产に期待~ 研究成果
掲载日:2021年5月4日
北海道大学大学院理学研究院の佐藤長緒准教授,東京大学大学院総合文化研究科の阿部光知教授,京都大学大学院理学研究科の伊藤照悟助教,名古屋大学大学院生命農学研究科の木羽隆敏准教授,埼玉大学大学院理工学研究科の高木 優教授らの研究グループは,ワシントン大学の今泉貴登教授らとの国際共同研究で,植物が生育環境中の窒素量に応じて開花のタイミングを調節する仕組みを明らかにしました。
植物にとって窒素はもっとも必要量が多い栄养素で,窒素が欠乏すると植物は大きく成长できません。ただし,窒素を过剰に与えると,叶の成长が促进される一方で,花が咲きにくくなることが古くから知られており,农作物の施肥管理においても重要な点になっています。しかし,こうした窒素に応答した开花制御の分子机构は长年谜のままでした。&苍产蝉辫;
本研究では,モデル植物シロイヌナズナを材料に,窒素量に応じた植物の开花制御に,転写因子贵叠贬4タンパク质の働きが重要であることを発见しました。そして,贵叠贬4タンパク质の机能を调节する方法として,リン酸化修饰が键となることを见つけました。通常,植物体内で贵叠贬4タンパク质は多くのリン酸化修饰を受けていますが,この度合いが窒素欠乏条件で育てた植物体内では顕着に减少していました。この贵叠贬4タンパク质のリン酸化修饰が,まさに开花のブレーキとなっていて,このブレーキが外れると「花咲かホルモン」である「フロリゲン*3」が増加し,开花が诱导されることがわかりました。&苍产蝉辫;
本研究で得られた知见は,土壌中の窒素栄养环境に左右されずに成长と开花のバランスを保ち,安定した収量を得られる作物品种の开発に役立つことが期待されます。
植物にとって窒素はもっとも必要量が多い栄养素で,窒素が欠乏すると植物は大きく成长できません。ただし,窒素を过剰に与えると,叶の成长が促进される一方で,花が咲きにくくなることが古くから知られており,农作物の施肥管理においても重要な点になっています。しかし,こうした窒素に応答した开花制御の分子机构は长年谜のままでした。&苍产蝉辫;
本研究では,モデル植物シロイヌナズナを材料に,窒素量に応じた植物の开花制御に,転写因子贵叠贬4タンパク质の働きが重要であることを発见しました。そして,贵叠贬4タンパク质の机能を调节する方法として,リン酸化修饰が键となることを见つけました。通常,植物体内で贵叠贬4タンパク质は多くのリン酸化修饰を受けていますが,この度合いが窒素欠乏条件で育てた植物体内では顕着に减少していました。この贵叠贬4タンパク质のリン酸化修饰が,まさに开花のブレーキとなっていて,このブレーキが外れると「花咲かホルモン」である「フロリゲン*3」が増加し,开花が诱导されることがわかりました。&苍产蝉辫;
本研究で得られた知见は,土壌中の窒素栄养环境に左右されずに成长と开花のバランスを保ち,安定した収量を得られる作物品种の开発に役立つことが期待されます。
论文情报
眞木美帆,青山翔紀,久保晃生,陸 宇,佐藤靖武,伊藤照悟,阿部光知,光田展 隆,高木 優,木羽隆敏,中神弘史,Filip Rolland,山口淳二,今泉貴登,佐藤 長緒, "Low nitrogen conditions accelerate flowering by modulating the phosphorylation state of FLOWERING BHLH 4 in Arabidopsis," Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America: 2021年5月7日, doi:10.1073/pnas.2022942118.
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