東大ら,地上部を失った植物が根で光合成を始めることを発見

東京大学と理化学研究所らの共同研究グループは,モデル植物のシロイヌナズナを用いた研究により,地上部(葉と茎)を失った場合,植物は傷害応答因子を介して植物ホルモンであるサイトカイニンの応答を高め,根における光合成能力を向上させることを明らかにした(ニュースリリース)。さらに,この応答に葉緑体の発達に関わる転写因子が深く関与することも突き止めた。

色素体は植物に特有の細胞内小器官であり,細胞ごとにさまざまな役割を担い,多様な細胞の機能を支えている。なかでも光合成を担う葉緑体は植物の成長に必要不可欠だが,その発達が組織や細胞の機能に応じてどのように制御されるのかはよく分かっていなかった。

通常,根はエネルギー源を地上部が行なう光合成に頼っているが,地上部を失った際には植物ホルモンのバランスを変えることで組織の再生を促すとともに,葉緑体の発達や光合成の活性化を促進し,生き残る可能性を高めていると考えられる。この研究は,植物が環境に柔軟に適応しながら光合成による生産性を維持・拡大するしくみの解明に大きく貢献するもの。

植物の多様な生存戦略の理解が深まるだけでなく,将来的には植物の生産性の向上につながることも期待されるとしている。

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