柿の花が解き明かす「植物の揺らぐ性」の進化～作物の性別を制御して効率的な作物生産や品種改良につながる技術へ～

2022年03月18日

岡山大学
科学技術振興機構（JST）

◆発表のポイント

性別（オス・メス）を持つ柿の花が、性別のない両性花へ先祖返りする仕組みを解明しました。
柿の両性花を生み出す新規遺伝子「DkRAD」を発見しました。
農業にとって重要な「作物の性別」を自由に制御する技術へと発展していくと期待されます。

　「性別」は生物の多様性を維持するのに重要な仕組みです。植物の「性」は個体としてのオス・メスだけではなく、雄花、雌花、そして両者が共存した「両性花」などの状態を揺らがせて、多様な花の性別を表現しながら進化してきました。しかし、植物の性に関する研究は100年以上も続いているにも関わらず、その揺らぎを決めている仕組みは謎に包まれていました。岡山大学学術研究院環境生命科学学域（農）赤木剛士研究教授は、これまで柿やキウイフルーツを材料として植物の性別の研究に取り組んでおり、世界に先駆けて植物個体のオス・メスを決定する遺伝子群やその進化の過程を解明してきました。このたび、増田佳苗大学院生（大学院環境生命科学研究科博士後期課程3年）と、赤木研究教授は性別を持つ柿の花が、祖先である両性花へ先祖返りする仕組みの解明と、その中心的な働きを担う新しい遺伝子「DkRAD」の発見に至りました。この遺伝子は、赤木研究教授らの研究から既に見つかっていた性別決定遺伝子「OGI」「MeGI」とは全く異なる遺伝子であり、野生の柿では機能せず、栽培されている柿でのみで働く遺伝子であることが明らかになりました。また、オス化したモデル植物に本研究で発見したDkRAD遺伝子を働かせることで、両性花への先祖返りを人工的に再現することに成功しました。これは、植物進化の中で繰り返されている「揺らぐ性別」の仕組みを解明したものであると同時に、作物の性別を自由に制御し、安定的生産や新しい育種を可能にする技術に発展していくと期待できます。
　本研究成果は、日本時間 3 月18 日午前1 時（英国時間：3 月17 日午後4 時）、英国の科学雑誌「Nature Plants」に掲載されます。本研究は、岡山大学資源植物科学研究所、国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構、京都大学大学院農学研究科、カリフォルニア大学デービス校との共同研究として行われました。

◆研究者からのひとこと

私たちのチームでは柿やキウイフルーツなどの果実作物を使って、植物における「花の性別決定」の仕組みを研究してきました。もし、みなさんの身の回りにも不思議な性別を見せる植物を見つけたら、ぜひ教えてください。

増田院生

赤木研究教授

■論文情報
　論文名：Reinvention of hermaphroditism via activation of a RADIALIS-like gene in hexaploid persimmon
　掲載紙：Nature Plants
　著　者：Kanae Masuda, Yoko Ikeda, Takakazu Matsuura, Taiji Kawakatsu, Ryutaro Tao, Yasutaka Kubo, Koichiro Ushijima, Isabelle M. Henry, Takashi Akagi
　D O I：10.1038/s41477-022-01107-z
　U R L：https://www.nature.com/articles/s41477-022-01107-z

＜詳しい研究内容について＞
柿の花が解き明かす「植物の揺らぐ性」の進化～作物の性別を制御して効率的な作物生産や品種改良につながる技術へ～

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