工藤洋 生態学研究センター教授、永野惇 同研究員（現・龍谷大学講師）、本庄三恵 同研究員らの研究グループは、植物の葉で機能している全遺伝子を対象に、毎週2年間にわたって遺伝子の働きを測定しました。測定は、日本に自生する植物であるアブラナ科のハクサンハタザオについて、兵庫県多可郡多可町中区牧野および門前にある同植物の自然生育地において実施しました。
本研究の結果、葉で働いていた17,205種類の遺伝子のうち、16.7%にあたる2,879の遺伝子が、季節に応じてその働きの強さを変化させることを明らかにしました。また、春分・夏至・秋分・冬至での日内変化を調べ、7,185の遺伝子が1日のうちで働きの強さを変化させることも明らかにしました。これまで主に実験室環境で研究されてきた遺伝子が、自然条件下で日内変化を示すもの、季節変化を示すもの、変化せずに働き続けるものに分類され、本研究において、季節変化することが初めて明らかになった遺伝子も多く見出されました。
全遺伝子の働きの同時測定という最新の分子遺伝学の手法と、自然生育地の毎週調査という地道な生態学の手法とを組み合わせることが新たな研究成果につながりました。本研究は年間を通して網羅的に遺伝子の働きの季節変化を明らかにした初めての例であり、本研究成果により、季節変化を示す遺伝子がカタログ化され、簡単に検索できるようになると考えられます。
本研究成果は、2019年1月8日に、国際学術誌「Nature Plants」のオンライン版に掲載されました。
図：ハクサンハタザオの花と、その花粉を運ぶハナアブの仲間
詳しい研究内容について
書誌情報
【DOI】 https://doi.org/10.1038/s41477-018-0338-z
Atsushi J. Nagano, Tetsuhiro Kawagoe, Jiro Sugisaka, Mie N. Honjo, Koji Iwayama & Hiroshi Kudoh (2019). Annual transcriptome dynamics in natural environments reveals plant seasonal adaptation. Nature Plants, 5(1), 74-83.
