由九州大學等組成的研究團隊開發出了一種計算模式,能夠預測櫻花樹從冬季「休眠狀態」中甦醒的時間。這種基因分析模式根據特定的氣象條件,透過大氣溫度篩選出具體日期。該研究成果除了有助於詳細研究全球暖化的影響之外,還能提高春季開花預測的準確性。
從休眠中甦醒對於櫻花綻放是必不可少的程序(供圖:九州大學)
櫻花樹在夏季形成花蕾後,秋季會進入短暫的停止成長的休眠狀態。並且經過冬季充分低溫的環境之後櫻花會甦醒,隨着春季大氣溫度回暖而繼續操作成長並開花。
研究團隊針對染井吉野(一類櫻花樹木品種)的約3萬種基因進行了大規模調查。分析了北海道札幌市、茨城縣築波市、福岡縣福岡市三個地點的基因表現量與溫度的關係,每月收集資料進行了爲期一年的調查。結果發現,櫻花樹會按照不同季節表達出春、夏、秋、冬、初夏等不同的基因表現模式。
此外,爲了開發預測休眠到甦醒的計算模式,研究團隊進一步分析了被認爲與甦醒有關的6種「DAM基因」。結果發現其中一種名爲「DAM4」的基因在櫻花樹從休眠中甦醒的程序中起到抑制作用,當大氣溫度低於10.1攝氏度的天數累計超過61天時,該基因的表達量會減量,櫻花樹便進入甦醒狀態。
研究團隊基於大氣溫度構建了一種預測甦醒時間的模式,並在該模式中代入了1990~2020年札幌市、築波市、福岡市三地的大氣溫度資料,發現櫻花樹從休眠中甦醒的日期每10尾牙推遲約2天。研究人員認爲,該現象是全球暖化導致秋季至冬季的低溫日數減量的結果。如果能夠活用該模式,就有可能從生物學角度揭示全球暖化對櫻花的影響。
櫻花的開花時間雖然能夠透過目測應答,但要精確掌握從休眠甦醒的時間此前十分困難。從甦醒日到開花日已經可以透過累積溫度來預測,所以只要準確地知道甦醒的日子,就有可能提高開花預測的準確性。
研究團隊還設想將該模式應用於與櫻花同屬薔薇科的桃和蘋果等栽培作物的種植。今後將計劃透過收集並分析更多樣本以提高準確性,力求進一步推動技術的實際應用。
原文:《日本經濟新聞》、2024/10/22
翻譯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊:Plants, People, Planet
論文:Impacts of climate change on the transcriptional dynamics and timing of bud dormancy release in Yoshino-cherry tree
DOI:10.1002/ppp3.10548