北海道大学 大学院 生命科学院

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植物の根が傷害を受けた時におこる根の再生メカニズムを解明

「植物の根は切っても新しい根ができる」ことは,経験的に広く知られています。このような根切りによる傷害を克服することが「植物のたくましさ」のひとつなのですが,これまで土の中で目視できない根の傷害応答は注目されておらず,根が再生するメカニズムについての研究はありませんでした。そこでモデル植物のシロイヌナズナを使った研究をおこないました。その結果,根を切ると新しい根が作られると同時に,すでにある根の成長も促進されることがわかりました。また,根の再生には,11種類あるオーキシン合成遺伝子YUCCAのうちYUCCA9が特に重要な働きを示すことを,遺伝子発現,阻害剤,突然変異体の解析から明らかにしました。これらから,根切りが根のオーキシン量を増やしていると予想されました。そこで帝京大学理工学部・朝比奈雅志准教授の研究グループと共同研究を行い,根切りによって実際に根のオーキシン量が増加していることを確認しました。さらにオーキシンを移動させる極性輸送も,根切りの克服に重要な役割を果たしていることがわかりました。世界中で親しまれている日本伝統の園芸芸術,盆栽作りでは慎重に根の剪定(根切り)を行います。根切りされた植物は結果として水や養分を効率よく吸収できる若い根を限られた空間(鉢)で再生し,健全かつ小さな植物として盆栽になります。本研究成果は盆栽作りの過程で起こると考えられる分子メカニズムの一端を明らかにしました。根の剪定技術は農業生産性の向上にも利用されており,本研究成果は今後の農業技術の進展にも寄与すると考えられます。

(研究論文)
研究論文名:YUCCA9-mediated Auxin Biosynthesis and Polar Auxin Transport Synergistically Regulate Regeneration of Root Systems Following Root Cutting(YUCCA9を介したオーキシン合成とオーキシン極性輸送は根切りによる根の再生を制御する)
著者:徐(シュ)冬(ドン)暘(ヤン)1,繆(ミョウ)嘉(カ)航(コウ)1,湯本絵美2,横田孝雄2,朝比奈雅志2,綿引雅昭1,3(1北海道大学大学院生命科学院,2帝京大学理工学部,3北海道大学大学院理学研究院)
公表雑誌:Plant and Cell Physiology
公表日:日本時間2017年9月1日(金)(オンライン公開)

2017/9/7 プレスリリース ダウンロード

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