Evolution of STOP1 system for management of multiple stress tolerance

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地球温暖化は降雨パターンに影響することを通じて、従来よりも多雨（洪水、冠水）、少雨（乾燥、干ばつ）被害を助長すると予測されている。そのため、現在の作物品種には乾燥耐性と冠水耐性を同時に向上させることが求められるとともに、栽培する過程には脱炭素化も求められ、有機農法などに適した品種特性を導入することも求められている。本研究で対象とするSTOP1は、冠水耐性、酸性土壌耐性（最も深刻な土壌ストレスに対する耐性）、有用微生物を介した植物免疫（正）に加えて、栄養獲得能力も制御することが、モデル植物シロイヌナズナで発見されている。この研究では、このような複数の形質を制御する“多面発現制御”の理解と、STOP1依存・非依存の耐性機構を植物界全体で理解することを通じて、現在使用している作物の限界を超えた、品種改良戦略を立てるための基盤を提供するものである。当該年度は、モデル植物シロイヌナズナにおいては、窒素栄養が根圏ｐHの影響を受けながら根系形状の形成にSTOP1が関与することを見出した。一方、ローカル（種分化が進みある植物種と近縁種でのみ生じている現象）な事例として、シロイヌナズナで見出された欠損アルミニウム耐性機構が、近縁種間では差異があることも予測できた。このことは、耐性モジュールの導入などの合成生物学的手法を活用することにより種内の変異で最適化するマーカー育種などとは異なる、新品ス育成手法の有効性を示唆するものである。