作物の耐湿性強化に寄与するRadial O_2 Lossバリア形成の分子機構の解明

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これまで、耐湿性・耐塩性極強のオオムギ属の雑草であるHordeum marinumに着目し、その耐湿性機構の解明を目指し研究を進めてきた。その結果、H.marinumはイネと同様に根の通気組織が良く発達していることを明らかにした。さらにRadial Oxygen Loss(ROL)バリアが形成されることを報告した。ROLバリアとは、根の基部からの酸素漏洩を防ぐバリアのことで、通気組織を通じた酸素輸送過程での酸素損失を最小限に抑えて根端まで効率的に酸素を供給する役割を担っている。これは、湿生植物の特徴の一つである。それに対し、コムギの根では、通気組織の形成に時間がかかることとROLバリアが全く形成されないことを明らかにしており、両植物のこれらの性質の違いが耐湿性の強弱を決定することを示唆した。根の酸素通気システムの効率化に関わるROLバリアは植物の耐湿性にとって重要な形質の一つであるが、その分子機構は解明されていなかった。本年度、イネを材料にしてROLバリア形成中の組織のみをLaser Microdissection(LMD)法で回収し、マイクロアレイを行うことで、ROLバリア形成中に発現量が増加する67個の遺伝子と発現量が減少する70個の遺伝子を同定した。その中には、ROLバリアの構成成分と考えられるスベリン合成系の遺伝子が含まれていた。さらに、コムギとH.marinumを材料にして、同様のアプローチを試みた。そのためにこれらの植物の根を用いたLMDの条件検討をして最適条件を確立できた。今後、LMDによって単離した組織のRNAを用いたマイクロアレイ解析を行い、ROLバリアの形成に重要な役割を果たす遺伝子の同定を試みる。