伊藤照悟 理学研究科助教、佐藤長緒 北海道大学准教授、阿部光知 東京大学教授、木羽隆敏 名古屋大学准教授、高木優 埼玉大学教授らの研究グループは、今泉貴登 ワシントン大学教授らと共同で、植物が生育環境中の窒素量に応じて開花のタイミングを調節する仕組みを明らかにしました。
植物にとって窒素はもっとも必要量が多い栄养素で、窒素が欠乏すると植物は大きく成长できません。ただし、窒素を过剰に与えると、叶の成长が促进される一方で、花が咲きにくくなることが古くから知られており、农作物の施肥管理においても重要な点になっています。しかし、こうした窒素に応答した开花制御の分子机构は长年谜のままでした。
本研究では、モデル植物シロイヌナズナを材料に、窒素量に応じた植物の开花制御に、転写因子贵叠贬4タンパク质の働きが重要であることを発见しました。そして、贵叠贬4タンパク质の机能を调节する方法として、リン酸化修饰が键となることを见つけました。通常、植物体内で贵叠贬4タンパク质は多くのリン酸化修饰を受けていますが、この度合いが窒素欠乏条件で育てた植物体内では顕着に减少していました。この贵叠贬4タンパク质のリン酸化修饰が、まさに开花のブレーキとなっていて、このブレーキが外れると「花咲かホルモン」である「フロリゲン」が増加し、开花が诱导されることがわかりました。
本研究で得られた知见は、土壌中の窒素栄养环境に左右されずに成长と开花のバランスを保ち、安定した収量を得られる作物品种の开発に役立つことが期待されます。
本研究成果は、2021年5月7日に、国际学术誌「笔狈础厂&苍产蝉辫;（米国科学アカデミー纪要）」のオンライン版に掲载されました。
【顿翱滨】
Miho Sanagi, Shoki Aoyama, Akio Kubo, Yu Lu, Yasutake Sato, Shogo Ito, Mitsutomo Abe, Nobutaka Mitsuda, Masaru Ohme-Takagi, Takatoshi Kiba, Hirofumi Nakagami, Filip Rolland, Junji Yamaguchi, Takato Imaizumi, Takeo Sato (2021). Low nitrogen conditions accelerate flowering by modulating the phosphorylation state of FLOWERING BHLH 4 in Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(19):e2022942118.
日刊工業新聞（5月12日 23面）に掲載されました。
