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サクラが休眠から目覚める時期を予測―遺伝子の働きを利用して予測:九州大学/森林総合研究所

(2024年9月19日発表)

 九州大学と(国)森林総合研究所の共同研究グループは9月19日、サクラのつぼみが休眠から目覚めるタイミング(時期)を遺伝子の働きから予測する手法を見つけたと発表した。肉眼では観察できないつぼみの目覚めるタイミングが予測できれば、春の訪れを告げるソメイヨシノがいつ咲くのかの開花時期がより正確に予測できるようになるのではないかと期待される。

 休眠は、生物の成長や発生が一時的にストップする現象のこと。サクラは、夏頃に翌年咲く花の元となる花芽(かが)を形成して休眠状態に入る。開花させるには冬季に十分低温にさらしてから目覚めさせること(休眠打破)が必要で、気象状況によって開花時期は変化する。

 このため、花芽の目覚めのタイミングが正確に分るようになれば開花予測の精度が今より良くなるものと見られている。

 ゲノム研究の急速な発展により植物内で働くほぼ全ての遺伝子を網羅(もうら)的に捉えることが可能になってきており、花芽についても様々な遺伝子が分かってきた。

 サクラをはじめ、桃、梨などバラ科の植物の休眠や休眠打破の研究では「DAM遺伝子」と呼ばれるキー遺伝子が発見され、そのメカニズムも明らかになりつつある。

 今回の研究は、DAM遺伝子がソメイヨシノの休眠打破の鍵を握っているではないかとその働きに着目したもので、これまでに報告されている6種類のDAM遺伝子の内の1つ「DAM4遺伝子」がソメイヨシノの目覚めを抑制していて、DAM4遺伝子のレベルが低下すると休眠が解除されることを掴(つか)んだ。

 そこで研究グループは、ソメイヨシノが休眠から目覚めるタイミングを予測するため、気象庁の過去の気温データを用いて札幌、つくば(茨城県)、福岡の南北3地域の1952年から2022年までの休眠打破のタイミングをDAM4遺伝子から予測した。

 すると、南北3地域のソメイヨシノは、平均して10.1℃未満の低温に61.1日間曝(さら)されるとDAM4遺伝子が休眠解除のレベルにまで低下して1990年から2020年までの間に休眠解除のタイミングが10年ごとに約2.3日遅れていたことが推定された。

 研究グループは「DAM4遺伝子が休眠打破のタイミングを予測する指標となりうることが示された」とした上で「地球温暖化が植物に与える影響を予測し、その影響を軽減するための戦略を立てるのに役立つと考えられる」と語っている。

DAM4遺伝子発現レベルの変化からサクラの休眠打破のタイミングを予測 遺伝子の働きに着目して休眠からの目覚めのタイミングを予測する初のモデルである。 ©九州大学