研究室・教員

主な研究テーマ

概日時計を介した花成誘導メカニズムの理解と制御

植物の概日時計（体内時計）は花芽形成を含め様々な応答を制御しています。花成ホルモンをコードするFT遺伝子の発現は夕方にピークをもつことが知られていますが、これは主に実験室条件（温度一定、長波長を含まない）で解析されてきた結果でした。ところが、野外条件（温度変化、長波長を含む）においては、夕方のFT発現ピーク以外にも朝方にも明確なFT発現ピークが見られることが明らかになりました（図1）。

私たちは、とくにこれまで着目されてこなかった朝のFT発現ピークがどのような分子メカニズムによって制御されており、どのような生物学的意義を持っているのかについて遺伝学や生化学を駆使した解析に加え、生態学的な観点から解析しています。

また、季節に応答した花成制御とは別に、季節に応答しない花成制御にも概日時計が関わっています。私たちは、花成を制御する化合物の利用や、概日時計遺伝子の発現レベルを様々に調節することで、花成時期を任意に制御する技術の開発を行います。

時間情報の長距離伝達の仕組みと意義

植物は神経や血管を持ちませんが、地上部や地下部で測った時間を他の器官・組織に伝える必要があります。しかし、植物がどのようにして時間情報を伝えているのか、伝えられた情報をどのような応答に利用しているかについては不明のままでした。

私たちは、接ぎ木やホタルの発光システムを利用した器官レベルでのレポーター解析を通じて、これらが植物の地上部と地下部の間でどのようにして時間情報をやり取りしているかについて、移動性の時計タンパク質ELF4や栄養素による時間情報伝達メカニズムを解析しています（図2）。

概日時計によって制御される新しい表現型の探索と制御メカニズム

これまで、概日時計によって制御される応答として主に花成と胚軸伸長（茎の伸長）が主に解析されてきました。しかし、私たちは、植物が時差ボケにより不調になること（図3）や、植物の側根・根毛の発生および光形態形成に概日時計が関わっていることなど、まだ記載されていない応答が数多くあることに気づきました。

それぞれの解析に合った実験をデザインし丁寧に観察することで、植物がこれらの応答をどうやって制御しているのか、どのようなメリットをもたらしているのかについて明らかにしていきます。