岐阜大学応用生物科学部の川窪伸光教授と古川友紀子大学院生（研究当時）、東京大学大学院理学系研究科の塚谷裕一教授は、世界で類を見ない、3度も色が変わる花色の周期的変化を発見し、そのメカニズムの一端を明らかにしました。
　身近な桜でも開花直後は白っぽく、そして後にピンクが濃くなります。こうした花色の不可逆的変化は数多くの植物で見られ、これは花粉を媒介する昆虫に対して、どの色の花を訪れると効率よく蜜を集められるかを示す「正直なシグナル」（注1）として進化したと考えられてきました。
　ところが日本で身近なヤブカラシの花の経時観察から、実は3度も周期的に色が変わるという、他に知られていない性質を持つことを発見しました。しかもその花色は、性成熟したタイミングと同調して変化していました。そしてこの花色変化は、カロテノイド（注2）の含量の増減によるものでした。カロテノイドの量が周期的に増減する植物組織は、これまで知られていません。
　今後、このメカニズム解明が進むことで、重要な栄養源のカロテノイドの生合成量を自由にコントロールできるようになるかもしれません。また花の色の「正直なシグナル」がどのように進化してきたかの理解も進むと思われます。

　本研究成果は、2022年12月1日午後7時（日本時間）に科学誌「Scientific Reports」のオンライン版に掲載されました。

発表のポイント

• ヤブカラシの花が、開花中に3度周期的に色を変えること、さらにそれがカロテノイド含量の増減や、花の性の成熟と関係していることを発見した。
• 花色が一度変わる事例は非常に多くの植物で知られているが、一度変化した色がまたもとに戻り、そこからまた色を変えることで、合計3度も色を変える事例はこの発見が初である。
• 花色の変化は昆虫などの花粉媒介者に対するサービスとして進化したと考えられてきたが、今回の発見で、そのメカニズムについての研究の見直しが進むと期待される。また栄養として重要なカロテノイドの植物における含量の制御系の理解が進むと期待される。

詳しい研究内容について

ヤブカラシの花色は３度変わる

論文情報

• 雑誌名：Scientific Reports
• 論文名：Oscillating flower colour changes of Causonis japonica (Thunb.) Raf. (Vitaceae) linked to sexual phase changes
• 著　者：Furukawa Y, Tsukaya H*, and Kawakubo N
• DOI番号：10.1038/s41598-022-24252-z
• 論文公開URL：https://www.nature.com/articles/s41598-022-24252-z

用語解説

• 注1) 「正直なシグナル」:
  花色が変わることで、学習能力のあるミツバチのような昆虫にとっては、たくさんある花の中でどれを狙って訪れれば効率よく蜜が集められるかが分かりやすくなる。これが花粉媒介者に対する「正直な」シグナルである。その一方で、植物側としては蜜のない状態の花も色を変えて周りに沢山配置し、「枯れ木も花の賑わい」のように遠目にも目立たせることで、多くの昆虫を集める効果も発揮するという説がある。
• 注2) カロテノイド:
  ニンジンやカボチャのオレンジや黄色、あるいはイチョウの黄葉の黄色など、植物に広く含まれる黄色からオレンジの色素。人間にとってはビタミンA補給源にもなる。