博士ニートまとめ

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    カテゴリ:科学 > 植物

    1: しじみ ★ 2020/08/07(金) 10:46:07.72 ID:CAP_USER
    名古屋大学生物機能開発利用研究センターの野田口 理孝准教授をはじめ、帝京大学、理化学研究所、中部大学、名古屋大学発ベンチャーグランドグリーン株式会社の研究グループは、タバコ属植物は異なる科の植物に対して接木を成立させられることを発見した。

     接木は、2株の植物を一つに接ぐことで互いの有用な性質を両方備えた植物を生産する技法で、古くから行われている。農業においては病気や塩害土壌等ストレスに強い株を台木とし、食味や収量の良い株を接ぎ穂として果物や野菜の生産が盛んに行われている。しかし接木が成立するメカニズムには不明な点が多く、分子レベルの解析はほとんどなされていなかった。そのため接木は近縁種のみ可能と考えられてきた。

     そこで今回、研究グループはナス科タバコ属のベンサミアナタバコをはじめとする7種のタバコ属植物を穂木として、タバコ属と同じ双子葉草本植物だけではなく、単子葉植物や木本植物の接木(異科接木)を試験した。その結果、実に42種類の科の84種類の種と接木が成功しただけでなく、38科73種については、穂木と台木、両方の役割で接木を成立させることができた。

     次にベンサミアナタバコで異科接木が成立する分子メカニズムを調べた結果、細胞の外に分泌されるβ-1,4-グルカナーゼが接木の接合面で細胞壁の再構築に関わっていることを見出した。またβ-1,4-グルカナーゼを過剰に発現させると、接木の接着性が促進されることを示した。さらにタバコ属植物を中間台木に用いることで、有用な根系の植物を台木としてトマトなど農作物を生産する可能性を提示した。

     今回、タバコ属植物を中間台木として用いることで、広範囲の植物間に接木の対象を拡張できる可能性が高まった。また接木の分子メカニズムの理解が進んだことにより、より効率的な接木技術の開発が期待できる。研究グループは、耕作不適合な土壌でも低農薬で収穫できる作物の作成などを通じて、今後予測される食料問題の解決や食の安全性、農業の持続可能性が高まることを期待している。

    論文情報:【Science】Cell–cell adhesion in plant grafting is facilitated by β-1,4-glucanases
    https://science.sciencemag.org/content/369/6504/698.abstract

    https://univ-journal.jp/43135/

    【【植物】植物の接木が成立するメカニズムを解明 タバコ植物は異なる種にも接木できる】の続きを読む

    1: 自治郎 ★ 2018/09/24(月) 19:27:55.87 ID:CAP_USER9
     植物は果たして痛みを感じる能力を持っているのだろうか。これは難しい問いかけであり、ここにおいて回答を示すことはできない。ただ、植物が、その構成体の一部に「傷がつけられた」という情報を、全身に伝える情報ネットワークを持っているという事実が埼玉大学の大学院理工学研究科豊田正嗣准教授らの研究によって解明された。

     植物には脳や神経はない。動物であれば脳や神経が「痛み」を連絡するわけであるが、植物においてはそれがどのような形で行われるのかという問題は、長年にわたって不明のままであった。ただ、全身性の防御機構がある種の植物に備わっていることは既に知られており、そのような存在が予測はされていたのである。

     今回の研究によって明らかになったところでは、その情報伝達物質は、グルタミン酸であった。あのいわゆる、うまみ調味料として知られているグルタミン酸と同じ物質である。植物のうまみ成分は、もしかしたらであるが、痛み(傷害情報)を伝えるものとして働いているのかもしれない。

     さて、具体的にどういうプロセスであるかというと、植物が害虫などによって攻撃されたとき、傷ついた細胞からグルタミン酸が流出する。このグルタミン酸が受容体に結合すると、細胞内にCa2+シグナルが発生する。そしてそれが師管(養分を運ぶための器官)を経由して、全身に伝播することが明らかになったのである。

     なお、今回の研究によって発見された、このグルタミン酸受容体を標的とすることで、病害虫を殺すことなく駆動する、植物の防御反応を制御する、新しいアミノ酸型農薬を開発することが期待されるという。

     研究の詳細は、Glutamate triggers long-distance, calcium-based plant defense signaling(グルタミン酸は、植物の長距離防御カルシウムシグナルを引き起こす)と題され、Scienceに掲載されている。(藤沢文太)

    2018年9月24日 17:24
    https://www.zaikei.co.jp/article/20180924/467593.html

    葉の一部をはさみで切除した時(0秒、白矢印)に起こる細胞外のグルタミン酸の濃度上昇(赤矢尻、上図)と細胞内のCa2+濃度上昇(赤矢尻、下図)。(画像:埼玉大学発表資料より)
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