柿の花が解き明かす「植物の揺らぐ性」の進化

「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すで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２０２２年３月１８日（英国時間：３月１７日）、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、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。