植物塩害の元凶ナトリウムを無害化―アズキの仲間「ヒナアズキ」で発見：農業・食品産業技術総合研究機構ほか
(2023年7月6日発表)
アズキおよびヒナアズキの葉の細胞の電子顕微鏡画像
ヒナアズキの葉緑体の中には大きなデンプン顆粒が形成されるのに対し、アズキの葉緑体の中にはデンプン顆粒が見出されない。©農研機構
（国）農業・食品産業技術総合研究機構(農研機構)、（国）量子科学技術研究開発機構（QST）などの共同研究グループは７月６日、アズキの近縁種として知られる「ヒナアズキ」が葉に特殊なデンプンを蓄積して塩害の元凶であるナトリウムを無害化する耐塩性機構を持っていることを見つけたと発表した。植物の塩害は世界的な大きな課題。塩水でも栽培できるような塩害に強い作物が求められ、それを可能にするための耐塩性機構を明らかにすることが不可欠となっている。今回、ヒナアズキは、これまでの一般的な耐塩性植物と異なり葉の特殊なデンプンの働きでナトリウムを吸着し無害化していることを発見した。
世界には、灌漑（かんがい）で作られたおよそ３億ha（ヘクタール、１haは１万㎡）の農地がある。だが、その約半分は塩害の影響を受けており、そうしたエリアでは塩害に弱いイネやダイズといった主要作物が作れないでいる。更に灌漑の拡大で湖沼や地下水などの枯渇化が進んでいるという問題も抱えている。
植物は、塩水に含まれるナトリウムが葉に過剰に入ると光合成が阻害されてしまい致命的な傷害を受ける。このため、一般的な耐塩性植物は、葉へのナトリウム流入を抑える機構が発達している。
農研機構とQSTは、先に行なった研究でアズキの近縁種にそれとは異なる耐塩性機構を持った種が複数存在することを見つけており、その中の一つであるヒナアズキは葉にナトリウムを蓄積するというユニークな性質を持つことから、今回そのヒナアズキの耐塩性機構の正体を筑波大学、東京大学、（国）理化学研究所と共に詳細に調査した。
実施したのは、電子顕微鏡を使ってのヒナアズキと、塩害に弱いアズキの葉の細胞の観察。
すると、両方には大きな違いが見つかり、ヒナアズキの葉にはデンプン顆粒が形成されていたのに対し、アズキの葉にはそれがほとんど形成されていなかった。
そして、①ヒナアズキの葉の細胞内の葉緑体には多くのデンプン顆粒が形成される、②デンプン顆粒の形成を妨げると、葉へのナトリウム流入が顕著に減少する、③ナトリウムは、葉緑体に形成されたデンプン顆粒の周囲に高い密度で分布しデンプン顆粒に吸着され、光合成の阻害などのナトリウムの悪影響が抑えられている、ことが分かった。
こうした解析結果が得られたことから農研機構は、引き続き塩害に強いアズキ近縁種のゲノム解析を進めており、「複数の耐塩性機構を集積することで耐塩性の極めて強い作物育種が可能になるものと期待している」と話している。
