キクの高温開花遅延にはFTL3遺伝子の抑制が関与する

要約

キクの高温開花遅延は花芽分化よりも花芽発達が遅延することの影響が大きい。高温開花遅延時には葉における花成ホルモン遺伝子の発現が抑制される。高温開花遅延を起こしにくい品種では遺伝子発現抑制の程度が小さい。

• キーワード:キク、高温開花遅延、高温開花性、短日植物、花成ホルモン遺伝子
• 担当:日本型施設園芸・花き効率生産
• 代表連絡先:電話 029-838-6801
• 研究所名:花き研究所・花き研究領域
• 分類:研究成果情報

背景・ねらい

キクの周年生産において、夏季の高温環境による開花遅延(高温開花遅延)が問題となっており、秋から春までは高温開花遅延を起こしやすい秋ギク品種を用い、夏季には高温でも開花が遅延しにくい(高温開花性)夏秋ギク品種に切り替える栽培体系が採られている。
高温開花遅延および高温開花性の機構を明らかにすることで、栽培技術開発および育種による周年安定生産の構築に寄与できる。キクの花成ホルモン遺伝子(FTL3 )は短日条件の葉で発現し、茎頂に移行して花器官形成遺伝子の発現を誘導する。本成果情報では、高温開花遅延とFTL3 の関係について、秋ギクと同様の開花特性を持つ野生ギク、キクタニギクを用いて解析を行う。さらに、栽培ギクを用いて夏秋ギクの有する高温開花性の機構を解明する。

成果の内容・特徴

• 短日条件のキクタニギクにおいて、花序原基形成は高温の影響を受けず、小花の分化および発達が高温で遅延する(データ省略)。高温開花遅延は花芽分化よりも花芽発達が遅延することの影響が大きい。
• 短日条件のキクタニギクにおいて、高温の場合、花器官形成に関わる遺伝子群の発現誘導時期が遅延する(データ省略)。
• 短日条件のキクタニギクにおいて花芽分化は1週間以内に起こる。短日1週目のFTL3 発現は気温にかかわらず花芽抑制的日長条件より上昇しており(図1)、適温と高温ともに成長点肥大を開始している(データ省略)。3週目になると高温では適温の時よりもFTL3 の発現が抑制されており(図1)、花芽発達・開花が遅延したと考えられる。
• 高温・短日条件において、夏秋ギクは秋ギクよりも高温開花遅延の程度が小さい(図2右)。このとき、夏秋ギクでは高温によるFTL3 の抑制程度が小さい(図2左)。したがって、高温開花性とFTL3 遺伝子発現の温度感受性に相関が認められる。
• FTL3 は接ぎ木伝搬することが知られている。夏秋ギクを台木にし、秋ギクを穂木にした接ぎ木実験では、得られた植物が高温開花性を有する。一方、秋ギクを台木、夏秋ギクを穂木にした植物は高温開花遅延を示す(図3)。台木の葉の温度感受性、すなわち、FTL3 遺伝子発現の温度感受性が高温開花性に関与する。

成果の活用面・留意点

• 人工気象器にて適温20°C、高温30°Cあるいは27°Cとし、10時間日長で栽培した結果である。
• キクタニギク系統「ZBL」、秋ギク品種「モナリザ」、夏秋ギク品種「クラリス」を用いた結果である。

具体的データ

その他

• 中課題名:生育開花機構の解明によるキク等の主要花きの効率的計画生産技術の開発
• 中課題整理番号:141e0
• 予算区分:交付金、委託プロ(気候変動)、農食事業
• 研究期間:2012～2013年度
• 研究担当者:中野善公、樋口洋平、住友克彦、久松 完
• 発表論文等:Nakano Y. et al. (2013) J. Exp. Bot. 64(4):909–920