ジベレリンによる地下茎腋芽の発達制御
植物ホルモンによる地下茎の制御機構を野生イネで解明
地面を埋め尽くす芝や、いつの間にか敷地内に侵入してくるタケは、種子散布ではなく地下茎を介した栄養繁殖により、急速に占有空間を拡大します。地下茎は地中でいくつにも分岐し、地中である程度伸長すると地上に出て、また新たな地下茎を生み出すという成長を繰り返します。この成長様式には、茎のもとになる腋芽の角度が重要です。東北大学大学院生命科学研究科の別所-上原奏子助教と、名古屋大学、理化学研究所、中部大学の研究グループは、地下茎で増える野生イネ（Oryza longistaminata）と種子で増える一般的な栽培イネ（O. sativa）を比較することで、O. longistaminataの地下茎では腋芽の発達段階で活性型ジベレリンの一つであるGA4を特異的に蓄積し、その蓄積時期と濃度が腋芽の角度や形態に影響を与えることを明らかにしました。さらに、GA4が花への分化を抑制する遺伝子群の発現を促進することで、地下茎は花を作るフェーズへと転換せず、栄養成長を続けるという機構の一端も解明しました。
この研究成果は2025年5月24日に国際誌Riceに掲載されました。
【本研究のポイント】
- ・地下茎（注１）は飼料作物やバイオエタノール飼料にも応用可能な形質であり、気候変動への対応や収穫性・永続性の高い作物育種の基盤となり得ます。
- ・多年生の野生イネを用いて、植物ホルモン「ジベレリン（GA）（注２）」が地下茎の発生を空間的・時間的に制御していることを明らかにしました。
- ・活性型ジベレリンの一種であるGA4が腋芽(えきが)（注３）の角度や形態形成に関与し、GA4の蓄積時期と濃度が適切に制御されることで地下茎芽の形成が決定されることを発見しました。
- ・地下茎を通じた栄養繁殖は多年生植物の生存戦略の1つであり、本研究はその進化的基盤や、多年生作物開発や環境ストレス耐性作物開発など農業利用への応用に向けた重要な一歩です。
詳細（プレスリリース本文）はこちら
【用語説明】
注1）地下茎
地中を水平に伸びる茎の一種。節ごとに新しい芽や根を形成し、植物の栄養繁殖に関与する。
注2）ジベレリン（GA）
植物の成長を促進するホルモンの一群。芽の伸長、花成、種子発芽など様々な発育過程を制御する。活性型のジベレリンとしてはGA1とGA4が知られ、細胞伸長や花成制御に関わるとされる。
注3）腋芽（えきが）
イネなどの茎の節に形成される芽のこと。各節に一つの腋芽が形成される。イネでは地上茎になる芽のことを特別に分げつ芽と呼ぶ
【論文情報】
雑誌名：Rice（Springer Nature Publishing）
論文タイトル：Spatio-temporal regulation of gibberellin biosynthesis contributes to optimal rhizome bud development
著者：Kanako Bessho-Uehara*, Tomoki Omori, Stefan Reuscher, Keisuke Nagai, Ayumi Agata, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Takamasa Suzuki, Hitoshi Sakakibara, Motoyuki Ashikari, Tokunori Hobo*
DOI: 10.1186/s12284-025-00798-0
URL: https://thericejournal.springeropen.com/articles/10.1186/s12284-025-00798-0