イネが過湿ストレスを感知する分子メカニズムの解明

我が国の食糧自給率を増やすため、水田転換畑で問題となる畑作物の耐湿性向上が求められている。湿生植物が形成する酸素漏出バリアは耐湿性の重要形質であるものの、その感知誘導に関わる制御機構は未解明のままである。本研究ではイネの酸素漏出バリア形成を誘導する環境因子(物質)とその物質を感知する組織を特定し、どのような植物ホルモン・遺伝子ネットワークがバリア形成を制御するのかを明らかにする。さらに、イネと畑作物(オオムギ)の間の環境変化の感知機構の違いを明らかにすることで、オオムギに欠けているシグナルネットワークの特定を試みる。以上を通じて、畑作物に酸素漏出バリア機能を付与するために重要な分子の特定を目指し、研究を進めることとした。令和４年度、酸素漏出バリアを誘導する環境因子を明らかにするため、湛水した土壌で早い段階で変化する、硝酸態窒素の減少とアンモニア態窒素の上昇がイネのバリアの誘導に関わるかどうかを調査した。興味深いことに、同じ窒素源であるアンモニア態窒素の上昇はバリアを誘導しないものの、硝酸態窒素の減少は顕著にバリアを誘導することが明らかになった。さらに、硝酸態窒素の減少を感知する組織の特定を目指し、split-rootシステム(根の一部だけ処理する栽培系)を用いて部分的に環境状態を変えて、バリアの誘導性を調査した。これまでのところ、栽培が不安定になるため一貫した結果が得られていない。次年度以降、研究の遅れを取り戻すべく、実験の継続により、安定した結果が得られるよう研究を進める。

我が国の食糧自給率を増やすため、水田転換畑で問題となる畑作物の耐湿性向上が求められている。湿生植物が形成する酸素漏出バリアは耐湿性の重要形質であるものの、その感知誘導に関わる制御機構は未解明のままである。本研究ではイネの酸素漏出バリア形成を誘導する環境因子(物質)とその物質を感知する組織を特定し、どのような植物ホルモン・遺伝子ネットワークがバリア形成を制御するのかを明らかにする。さらに、イネと畑作物(オオムギ)の間の環境変化の感知機構の違いを明らかにすることで、オオムギに欠けているシグナルネットワークの特定を試みる。以上を通じて、畑作物に酸素漏出バリア機能を付与するために重要な分子の特定を目指し、研究を進めることとした。令和４年度、酸素漏出バリアを誘導する環境因子を明らかにするため、湛水した土壌で早い段階で変化する、硝酸態窒素の減少とアンモニア態窒素の上昇がイネのバリアの誘導に関わるかどうかを調査した。興味深いことに、同じ窒素源であるアンモニア態窒素の上昇はバリアを誘導しないものの、硝酸態窒素の減少は顕著にバリアを誘導することが明らかになった。さらに、硝酸態窒素の減少を感知する組織の特定を目指し、split-rootシステム(根の一部だけ処理する栽培系)を用いて部分的に環境状態を変えて、バリアの誘導性を調査した。これまでのところ、栽培が不安定になるため一貫した結果が得られていない。次年度以降、研究の遅れを取り戻すべく、実験の継続により、安定した結果が得られるよう研究を進める。