2020-09-07 筑波大学
国立大学法人筑波大学 生命環境系 有泉亨准教授、篠崎良仁助教（現 東京農工大学 グローバルイノベーション研究院 特任助教）、江面浩教授、フランス国立農業研究所、ボルドー大学、神戸大学、九州大学、東京大学、帝京大学、理化学研究所、名古屋大学、千葉大学の研究グループは、トマトの子房において植物ホルモンによって制御された代謝の仕組みをモデル化することに成功し、果実の着果を支えるエネルギー代謝の全体像を明らかにしました。
着果は、花のめしべの子房が受粉をきっかけとして果実へと分化するプロセスです。トマトにおいては、受粉後に生成される植物ホルモンであるジベレリンの働きによって着果が促進されることが知られています。着果を始めたトマトの子房では活発な細胞分裂を伴う急速な成長が生じることから、着果を維持するためには、その成長を支えるエネルギー代謝が重要な役割を担うと考えられます。しかし、その全容や、受粉やジベレリンが代謝を制御する仕組みは明らかにされていませんでした。本研究では、ネットワーク解析や力学モデルの構築といった数理的な手法により、トマト果実の着果におけるエネルギー代謝の仕組みを明らかにしました。
本研究で明らかとなった代謝の仕組みやその制御の鍵となる遺伝子の情報を活用することで、トマトをはじめとした果実の生産性を向上させる技術や育種素材の開発が進むと期待されます。
図 トマト野生型とprocera 変異体の着果
通常のトマト野生型では、開花0日目に受粉しためしべの子房は急速に成長しましたが、受粉しなかった場合は着果しませんでした。一方、ジベレリンの働きが活発となっているprocera 変異体では、受粉しなかった場合にも単為結果性によって着果が生じました。スケールバーは1cm。
