植物形態の進化多様性の仕組みを解く

現在取り組んでいる課題、これから取り組みたいと考えている課題は次のとおりです。

1. 植物ホルモン作用の進化ーアブシジン酸やオーキシン制御ネットワークの進化

2. シュート形態の進化多様性ーオーキシン極性輸送の多様性

3. 胞子体の進化多様性ー胞子体と配偶体における細胞周期制御の普遍性と多様性

研究内容をさらに詳しく

植物ホルモンは、もともと被子植物において成長や環境応答に重要な役割を果たす低分子物質として同定されてたものです。発見当初はオーキシン、サイトカイニン、ジベレリン、アブシジン酸、エチレンを中心としてその作用が研究されてきましたが、その後、ジャスモン酸やストリゴラクトン、ステロイドホルモンとしてはブラシノステロイドなどが発見されています。

それではこれらホルモンは、植物進化史上いつごろからホルモンとして働くようになったのでしょうか。被子植物だけではなく裸子植物、シダ植物、コケ植物、そして緑藻類と植物進化を遡りながら、これらホルモンの作用あるいはゲノム情報を調査することで、それぞれのホルモンがいつごろから、どの植物にどのように利用されてきたのかを推測することが可能になっています。

大変興味深いことに、オーキシンやサイトカイニンは植物が陸上に上がり、より複雑な器官や組織を獲得するとともにその作用が不可欠になってきたように推測できます。また乾燥など環境ストレス応答にとても重要なアブシジン酸は、水中生活を営む緑藻ではほとんど作用がなく、植物の陸上化とともにその役割を発揮してきたと考えられています。陸上化とともになにがおこり、どのような遺伝子の変化で、このようなことが可能になったのでしょうか、コケ植物を用いた研究はこのような問題にもアプローチでき、大変興味深いと考えています。

写真は、ヒメツリガネゴケのシュートにおけるオーキシン極性輸送の役割を調べているところです。