客观日本

九州大学根据基因解析预测樱花“苏醒日”以准确预报开花日期

2024年11月18日 生物医药

由九州大学等组成的研究团队开发出了一种计算模型,能够预测樱花树从冬季“休眠状态”中苏醒的时间。这种基因分析模型根据特定的气象条件,通过气温筛选出具体日期。该研究成果除了有助于详细研究全球变暖的影响之外,还能提高春季开花预测的准确性。

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从休眠中苏醒对于樱花绽放是必不可少的过程(供图:九州大学)

樱花树在夏季形成花蕾后,秋季会进入短暂的停止生长的休眠状态。并且经过冬季充分低温的环境之后樱花会苏醒,随着春季气温回暖而继续生长并开花。

研究团队针对染井吉野(一类樱花树种)的约3万种基因进行了大规模调查。分析了北海道札幌市、茨城县筑波市、福冈县福冈市三个地点的基因表达量与温度的关系,每月收集数据进行了为期一年的调查。结果发现,樱花树会按照不同季节表达出春、夏、秋、冬、初夏等不同的基因表达模式。

此外,为了开发预测休眠到苏醒的计算模型,研究团队进一步分析了被认为与苏醒有关的6种“DAM基因”。结果发现其中一种名为“DAM4”的基因在樱花树从休眠中苏醒的过程中起到抑制作用,当气温低于10.1摄氏度的天数累计超过61天时,该基因的表达量会减少,樱花树便进入苏醒状态。

研究团队基于气温构建了一种预测苏醒时间的模型,并在该模型中代入了1990~2020年札幌市、筑波市、福冈市三地的气温数据,发现樱花树从休眠中苏醒的日期每10年会推迟约2天。研究人员认为,该现象是全球变暖导致秋季至冬季的低温日数减少的结果。如果能够活用该模型,就有可能从生物学角度揭示全球变暖对樱花的影响。

樱花的开花时间虽然能够通过目测确认,但要精确掌握从休眠苏醒的时间此前十分困难。从苏醒日到开花日已经可以通过累积温度来预测,所以只要准确地知道苏醒的日子,就有可能提高开花预测的准确性。

研究团队还设想将该模型应用于与樱花同属蔷薇科的桃和苹果等栽培作物的种植。今后将计划通过收集并分析更多样本以提高准确性,力求进一步推动技术的实际应用。

原文:《日本经济新闻》、2024/10/22
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
期刊:Plants, People, Planet
论文:Impacts of climate change on the transcriptional dynamics and timing of bud dormancy release in Yoshino-cherry tree
DOI:10.1002/ppp3.10548