植物の花成制御および花形態形成にはMADS-box型転写制御遺伝子群が重要な役割を果たしていることが知られている.トマトはモデル作物の1つとして注目され,国際コンソーシアム形式によりゲノム解析が精力的に進められている.ESTや完全長cDNA配列の情報もデータベースに蓄積しつつある.本稿では,モデル植物として研究が先行しているシロイヌナズナと比較しながら,トマトにおける花成制御および花形態形成に関与するMADS-box型転写制御遺伝子と花成ホルモン関連の研究について概説する.

抄録全体を表示

In the photoperiodic control of flowering in Arabidopsis thaliana, a long-day plant, the key transcription factor CONSTANS (CO) gene, which is a main activator of the florigen FT gene, is mainly regulated by the circadian rhythms and modulated by light-signaling transcriptionally and post-transcriptionally. In rice, a shrot-day plants, it has been revealed that Heading date 1 (Hd1) gene (a CO otholog) controls Heading-date 3a (Hd3a) gene (a FT ortholog). Therefore, it is now thought that the difference between long-day and short-day plants can be explained by rather simple modification of the evolutionally conserved CO-FT (Hd1-Hd3a) transcriptional regulation system. Recent cloning of novel flowering-time genes in rice, however, strongly suggests that there may be unique systems to control flowering in rice. Here, I would summarize the new knowledge on novel flowering-time genes in rice to discuss the difference of molecular machinery between short-day and long-day plants.

抄録全体を表示

われわれが日常的に目にする植物は,いつでもどこでも花を咲かせるわけではなく,繁殖に最適な環境を巧妙な分子機構に基づいて判断している.その際に重要な指標となるのが,日長や温度といった外的な環境情報である.なかでも日長の変化に応答した花芽形成の誘導は,古くから多くの植物学者の関心を集めてきた.Chailakhyanは花成生理学の研究に基づいて「フロリゲン説」を提唱し,日長変化に応じて葉で産生され,花芽が形成される茎頂へと運ばれる長距離伝達性のシグナル分子の存在を示唆した.長らくその正体は謎であったが,近年のシロイヌナズナやイネを用いた研究をきっかけにして,FT蛋白質がフロリゲンの主要な分子的実体であるとの理解が急速に広まりつつある.本稿では,FT蛋白質が長距離性のシグナル分子として受け入れられるに至った経緯を中心に,花芽形成を制御する長距離・短距離性のシグナル分子について最近の知見を概説する.

抄録全体を表示

Endoreduplication (or endocycle) is a modified cell cycle, that widely seen among multicellular organisms such as plants and animals. In plants, endoreduplication is under developmental or environmental controls and results in extensive increase of cell volume and therefore affects plant body size. Arabidopsis thaliana, the most widely studied model plant, exhibits endoreduplication in nearly all organs at high levels, and thus is a useful material to study the biological significance and molecular mechanisms of endoreduplication. In this review, I will overview the present understandings of the endoreduplication in Arabidopsis, with a special emphasis on the generality of this biological process.

抄録全体を表示

イネ芽ばえの成長特性を紹介し,幼葉鞘成長の光・重力制御について,突然変異体を利用して得られた成果を中心に解説する.これまでの研究によって,シロイヌナズナで示されたのと同様のシグナル伝達機構の関与が浮き彫りになる一方,シグナル伝達に働く新規遺伝子・タンパク質も明らかにされつつある.今後,植物を特徴づける成長様式と環境適応戦略の分子基盤が,イネあるいはイネ科植物に固有なものも含め,より明らかになっていくと期待される.

抄録全体を表示

ジャスモン酸は病虫害,傷害などの環境ストレス応答におけるシグナル物質として機能するだけでなく,花粉の成熟,塊茎形成,蔓の巻き付きなど植物の生長を制御する重要な植物ホルモンである.ジャスモン酸を介したシグナル伝達経路については,分子遺伝学的な研究から,F-boxタンパク質のCOI1を中心とした経路の存在が複数の植物種において示されており,また,ジャスモン酸応答性遺伝子の発現制御に関わる転写因子も報告されていた.しかしながら,ジャスモン酸の受容から転写制御に至る一連のシグナル伝達の説明に必要な鍵因子が長い間未同定であった.近年,COI1のターゲットであるJAZリプレッサータンパク質ファミリーがシロイヌナズナで同定された.この発見により,植物におけるジャスモン酸の受容機構を含むシグナル伝達に対する理解が大幅に深まった.本稿では,最新の情報を含めその分子機構について解説する.

抄録全体を表示

This report describes the development of jasmonic acid biosynthesis inhibitor in our laboratory. We designed the jasmonic acid inhibitor targeting on the allene oxide synthase (AOS) and structure-activity relationships studies revealed a potent inhibitor, JM-8686, with an IC_<50> value of approximate 10nM in an in vitro assay. Kinetic analysis of JM-8686 indicated it was a competitive inhibitor of AOS. Stereochemical structure-activity relationship studies indicated that the potency of (R)-(-)-JM-8686 was about 200 times of that of (S)-(+)-JM-8686, with an IC_<50> value of approximate 5nM and 1,000nM, respectively.

抄録全体を表示

レタス芽生えを低pH条件下で培養すると,主根の伸長が著しく抑制されるが,根の吸水能を補償する形で大量の根毛が形成され,pH4程度までは地上部の生重量に大きな減少は見られない.この低pHによる根毛形成誘導は,地上部を切除した芽生えにおいては起こらないことから,地上部の存在が根毛形成に必須である可能性が示唆された.解析の結果,レタス地上部の抽出物中に根毛形成誘導に必須な物質が含まれていることが判明し,候補の一つとしてクロロゲン酸(CGA)が同定され,その根毛形成誘導活性が確認できた.形態形成におけるCGAの生理作用はこの研究が初めての報告となる.

抄録全体を表示

植物工場での使用に適した高効率で安価な新規HEFL照明を開発した.このHEFLは蛍光管と同じ原理で発光し,大型液晶テレビで応用される外部電極管を用いていることから,他の照明に比べ消費するエネルギー量が少ない.さらに,発熱も少なく,植物への近接照明が可能であり,多段式栽培に向き,単位面積当りの栽培面積を向上させることができる.開発したHEFL照明を用いて完全閉鎖型植物工場を構築し,リーフレタスやチンゲンサイなどを栽培したところ,播種後約1ヶ月で市販のものと同程度まで生育することが明らかとなり,HEFL照明の植物工場における有用性が実証された.

抄録全体を表示