蔓植物の形態に関する生理学的および分子生物学的な研究

蔓植物には、園芸・教育上および農業的に有用な植物が多数ある。蔓植物にとって光合成に利用する光を十分に得られるよう上方へよじ登る手段である“蔓の巻き付き”は生存するために重要な形態形成であるが、その仕組みについては現在に至るまでほとんど明らかにされていない。本研究は、蔓が支柱に“巻き付く”という特殊な形態をとる仕組みについて生理学的および分子生物学的な手法により明らかにし、有用な蔓植物を有効に活用するための基盤となる知見を得ることを目的としている。当該年度は、オーキシン応答性プロモーターの制御下にマーカーとしてβ-グルクロニダーゼ（GUS）の遺伝子をつないで導入し当研究室で作製したアサガオの形質転換体を利用し、蔓の巻き付きの際にオーキシンが働いている組織を特定するための研究を進めた。この形質転換体が重力屈性の際にオーキシンが働く組織の検出に利用できることを確認した上で、アサガオの蔓の巻き付きの際には上端付近のフック状に蔓が屈曲した部分でオーキシンが作用しているということを見出した。この蔓の巻き付きについて定量的な実験を行うためにアサガオの植物体から切り出した蔓を利用しているが、伸長や巻き付きを再現するためには植物ホルモンの一種であるジベレリンを投与する必要がある。このジベレリンを投与した切り出した蔓の細胞では、植物の細胞伸長の方向の制御に関わっている細胞内のタンパク質繊維である細胞質表層微小管が横向きに配向することが分かった。さらに、この蔓の伸長および巻き付きが、活性型ジベレリンの前駆物質であるGA20の投与によっても引き起こされることも分かった。今後、ジベレリンの巻き付きにおける役割を解明するために、蔓に植物体のどこからジベレリンが供給されどこで活性型に変換されるのか、そしてジベレリンのどのような作用が巻き付きを助けているのかについて調べていく必要がある。

蔓植物には、園芸・教育上および農業的に有用な植物が多数ある。蔓植物にとって光合成に利用する光を十分に得られるよう上方へよじ登る手段である“蔓の巻き付き”は生存するために重要な形態形成であるが、その仕組みについては現在に至るまでほとんど明らかにされていない。本研究は、蔓が支柱に“巻き付く”という特殊な形態をとる仕組みについて生理学的および分子生物学的な手法により明らかにし、有用な蔓植物を有効に活用するための基盤となる知見を得ることを目的としている。当該年度は、オーキシン応答性プロモーターの制御下にマーカーとしてβ-グルクロニダーゼ（GUS）の遺伝子をつないで導入し当研究室で作製したアサガオの形質転換体を利用し、蔓の巻き付きの際にオーキシンが働いている組織を特定するための研究を進めた。この形質転換体が重力屈性の際にオーキシンが働く組織の検出に利用できることを確認した上で、アサガオの蔓の巻き付きの際には上端付近のフック状に蔓が屈曲した部分でオーキシンが作用しているということを見出した。この蔓の巻き付きについて定量的な実験を行うためにアサガオの植物体から切り出した蔓を利用しているが、伸長や巻き付きを再現するためには植物ホルモンの一種であるジベレリンを投与する必要がある。このジベレリンを投与した切り出した蔓の細胞では、植物の細胞伸長の方向の制御に関わっている細胞内のタンパク質繊維である細胞質表層微小管が横向きに配向することが分かった。さらに、この蔓の伸長および巻き付きが、活性型ジベレリンの前駆物質であるGA20の投与によっても引き起こされることも分かった。今後、ジベレリンの巻き付きにおける役割を解明するために、蔓に植物体のどこからジベレリンが供給されどこで活性型に変換されるのか、そしてジベレリンのどのような作用が巻き付きを助けているのかについて調べていく必要がある。