作物根系の可塑性発現メカニズムの解明

作物の根系は可塑性という性質によりある程度の土壌ストレス環境下でも根系を拡大して養水分吸収を維持していると考えられている。イネ根系における側根の発生・伸長の塩ストレス下における可塑性発現に関するいくつかの生理形態学的・分子生物学的知見について総括的に報告する。イネを塩処理下で水耕栽培し経時的に総種子根長・総表面積・側根数等を調査した。塩ストレス下では側根1本あたりの表面積が維持され、根の伸長抑制が可塑性により相補されて養水分の吸収を維持していると推測された。イネ根系での塩ストレス下における糖輸送・糖代謝関連遺伝子等の発現をRT-PCRにより解析した。葉身・葉鞘・根端のほか、等間隔に根を区切り網羅的なサンプルとした。発現解析の結果、植物体全体でストレスに応答してスクロースの分解・合成・輸送が盛んにおこなわれ、根の浸透圧調節ひいては植物体の維持にこれらの遺伝子が重要な役割を担っていると考えられた。シロイヌナズナの側根原基形成に関わると報告されるAtLRP1と相同性のある遺伝子をイネから単離しOsLRP1 (Oryza sativa Lateral root primordia 1)とした。RT-PCRやin situ mRNA検出等の結果から登熟中種子の胚乳・根端・側根原基等でシグナルが得られた。アミノ酸配列が示す特徴から、OsLRP1はこれら組織においてDNA結合型転写活性化因子として働く可能性が推測された。根系は塩ストレス下で表面積を拡大する事で養水分の吸収を維持し、スクロースの分解・合成・輸送の活性を上げる事で根の浸透圧調節や植物体の生存を維持していると推測された。通常では根で殆ど発現しないOsSUT1(スクロース輸送体)の活性が高くなった事からも、スクロースの供給がストレス下での根系の可塑性発現に重要である事を示している。地上部の生育抑制が顕著だった事から、スクロースを優先的に送り根系の拡大を維持する機構があるのかもしれない。OsLRP1は側根原基を含む分裂活性の高い組織で働く転写活性化因子であると予想されたが、どのような遺伝子に結合するのかは不明である。

作物の根系は可塑性という性質によりある程度の土壌ストレス環境下でも根系を拡大して養水分吸収を維持していると考えられている。イネ根系における側根の発生・伸長の塩ストレス下における可塑性発現に関するいくつかの生理形態学的・分子生物学的知見について総括的に報告する。イネを塩処理下で水耕栽培し経時的に総種子根長・総表面積・側根数等を調査した。塩ストレス下では側根1本あたりの表面積が維持され、根の伸長抑制が可塑性により相補されて養水分の吸収を維持していると推測された。イネ根系での塩ストレス下における糖輸送・糖代謝関連遺伝子等の発現をRT-PCRにより解析した。葉身・葉鞘・根端のほか、等間隔に根を区切り網羅的なサンプルとした。発現解析の結果、植物体全体でストレスに応答してスクロースの分解・合成・輸送が盛んにおこなわれ、根の浸透圧調節ひいては植物体の維持にこれらの遺伝子が重要な役割を担っていると考えられた。シロイヌナズナの側根原基形成に関わると報告されるAtLRP1と相同性のある遺伝子をイネから単離しOsLRP1 (Oryza sativa Lateral root primordia 1)とした。RT-PCRやin situ mRNA検出等の結果から登熟中種子の胚乳・根端・側根原基等でシグナルが得られた。アミノ酸配列が示す特徴から、OsLRP1はこれら組織においてDNA結合型転写活性化因子として働く可能性が推測された。根系は塩ストレス下で表面積を拡大する事で養水分の吸収を維持し、スクロースの分解・合成・輸送の活性を上げる事で根の浸透圧調節や植物体の生存を維持していると推測された。通常では根で殆ど発現しないOsSUT1(スクロース輸送体)の活性が高くなった事からも、スクロースの供給がストレス下での根系の可塑性発現に重要である事を示している。地上部の生育抑制が顕著だった事から、スクロースを優先的に送り根系の拡大を維持する機構があるのかもしれない。OsLRP1は側根原基を含む分裂活性の高い組織で働く転写活性化因子であると予想されたが、どのような遺伝子に結合するのかは不明である。