イチゴ属の環境応答と生長を制御する植物ホルモン受容体のゲノム編集による機能解明
【研究キーワード】
ストリゴラクトン / 栄養繁殖 / ゲノム編集 / イチゴ / 環境応答 / 乾燥ストレス / 植物ホルモン / 受容体
【研究成果の概要】
クローナル植物イチゴの栄養繁殖と環境応答のクロストークを明らかにするために、CRISPR/Cas9により二倍体イチゴFragaria vescaのストリゴラクトン（SL）受容体DWARF14（D14）変異体を作製し解析した。fvd14変異体は器官サイズと数の間で成長におけるトレードオフが見られ、気孔開口度が増大し高いCO2吸収能とバイオマス生産量を示した。一方、fvD14 の表現型は水分ストレス耐性に重要なアブシジン酸非依存的な経路を制御されていることが示唆された。変異体のトランスクリプトーム解析から、FvD14 は種々の植物ホルモン応答や代謝経路など多くの下流遺伝子を制御することが示された。
【研究の社会的意義】
本研究は、植物の繁殖様式と環境因子との関わりを分子レベルで解明するため、クローナル植物のモデルとしてのイチゴ属において、植物ホルモンストリゴラクトン(SL)受容体D14の欠損変異体をゲノム編集で作製し、その表現型を解析した。本研究により、クローナル植物であるイチゴ属の栄養繁殖と環境適応に関わる様々なプロセスにおいてSLが中心的な役割を持つということと、そのクロストークの詳細が初めて明らかにされた。環境に対する植物の適応メカニズムの解明だけでなく育種や生態学に重要な知見をもたらすと期待できる。さらにイチゴにおける新しい品種改良を目指したゲノム編集基盤として応用技術への波及効果が期待できる。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)