水没したダイズの根が水の中で酸素を取り込む仕組み―「トリテルペノイド」が酸素の輸送に貢献：名古屋大学/大阪大学/農業・食品産業技術総合研究機構ほか

(2023年6月5日発表)

　名古屋大学、大阪大学、（国）農業・食品産業技術総合研究機構などの共同研究グループは6月5日、ダイズ畑が降雨などで水没すると根に「トリテルペノイド」が蓄積され酸素の輸送に貢献していることを発見したと発表した。

　トリテルペノイドは、6つのイソプレン（天然ゴムの主成分）からなる炭素数30の化合物。抗がん作用や抗炎症作用などの薬理作用を持つことが知られ、動物細胞を対象にした利用研究がさかんに行われているが、植物に及ぼす作用はこれまで不明なままだった。

　今回の発見は、トリテルペノイドが植物の酸素輸送に影響を与えていることを示したもので、「植物におけるトリテルペノイドの生物学的、生理学的役割が明らかになった」と研究グループは語っている。

　ダイズは、重要な作物で、日本では8割以上がかつては水田だった水田転換畑で作られている。しかし、水田転換畑は、水はけが悪いため根が水没して酸素不足に陥る「湿害」といわれる生育障害を引き起こしやすい。

　さらに、ダイズは、6～7月に種を蒔くため幼苗期が梅雨と重なることもあって湿害は大きな問題になっている。

　一方でダイズは、畑が湿害にさらされ水浸しになると空気中から酸素を取り込む「二次通気組織」と呼ばれる組織を持っている。

　しかし、二次通気組織は、水面の少し上から酸素を取り込み水の中の根へと酸素輸送する重要な役割を果たしているのに、分子生物学的な知見はまだほとんど得られていない。

　そこで、今回研究グループは、その二次通気組織の研究に取り組んだ。

　水没したダイズの根の周りにできる白いスポンジ状の二次通気組織は、単一でなく、二次通気組織と二次分裂組織の二つからできている。

　だが、その二つは隣り合っているため、そのままでは区別して解析することができず、二つの組織をいかにして単離（分離）するかが一つの課題だった。

　それに対し研究グループは、今回「レーザー・マイクロダイセクション（LMD）法」と呼ばれる顕微鏡で観察しながら目的の組織だけを切り取って回収する方法を使うことで両組織を分離することに成功、網羅的に遺伝子解析を行ったところ分離した二次通気組織にトリテルペノイドが高蓄積されていることを発見した。

　さらに、トリテルペノイドは、水没した環境下で二次通気組織に撥水性を付与し、根への水の侵入を防いで効率的な酸素輸送を保つ機能があることなどが分かった。

　「これまで謎が多かった植物におけるトリテルペノイドの役割の一旦が明らかになった」と研究グループはいっており「トリテルペノイドが品種改良のための重要な要因の一つになる可能性がある」と期待をかけている。

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