トランスクリプトーム解析により明らかになったMirabilis jalapa（Nyctaginaceae）の花冠運動に関わる潜在的調節ネットワーク

花冠運動は、植物が受粉を最適化し環境変化に適応するための典型的な植物運動行動である。しかし、その分子機構は十分に解明されていない。本研究では、Mirabilis jalapa（Nyctaginaceae）の花冠の5段階（AG-EG）にわたる包括的トランスクリプトーム解析を行い、運動の基となる調節ネットワークを解明した。結果は、差次的発現遺伝子（DEGs）が主に細胞プロセス、触媒活性、MAPKシグナル伝達、植物ホルモンシグナル伝達および光合成関連経路に関係し、花冠の動態への関与を示した。トランスクリプトームプロファイリングは、オーキシン、エチレン、アブシジン酸のシグナル伝達経路が花冠運動の主要なホルモン制御因子であることも示した。さらに、Ca2+輸送遺伝子（CNGCsおよびCMLs）と呼吸バーストオキシダーゼホモログ（RBOHs）が有意に濃縮され、Ca2+–ROSシグナル振動が異なる細胞の膨張および膨圧変化を駆動する上で重要な役割を担うことを示唆している。転写因子解析ではWRKY2、WRKY22、WRKY33のアップレギュレーションも明らかとなり、WRKYがROS–Ca2+信号と下流遺伝子発現をつなぐ重要な転写調節因子として機能すると示唆された。RNA-Seqデータの信頼性はRT-qPCRによりトランスクリプトームプロファイルとの高い一貫性が確認された。これらの結果は、Mirabilis jalapaの花冠運動がホルモン経路、Ca2+–ROSシグナルおよびWRKY介在転写調節の統合によって成り立っていることを示した。本研究は植物運動の分子基盤に新たな知見を提供し、被子植物における花の動態および適応戦略のさらなる研究の基盤を築いた。