干ばつ初期に作物が起こすストレス応答機構を発見―水分供給の最適化対策によって将来の食料安全保障に貢献：国際農林水産業研究センターほか
(2023年10月3日発表)
乾燥ストレスの初期段階にリン酸欠乏応答が生じることを実証
今回の研究では、これまでわかっていた ABA の応答が起こる前の、葉のしおれが見られない程度の極めて初期の干ばつにおいて、植物のリン酸量が低下し、リン酸欠乏応答が起こる。ことを突き止めた。本研究では、植物の干ばつストレス応答についての新たなモデルを提示した。
©国際農研
（国）国際農林水産業研究センター（国際農研）と京都大学などの研究グループは10月3日、初期の干ばつによって作物が体内で「リン酸欠乏応答」のストレスを起こしていることを世界で初めて発見したと発表した。葉がしおれない程度の初期の干ばつでも収量が半減するほど甚大（じんだい）な被害をもたらすことがある。干ばつの影響を受ける前に水分供給を最適化する道が開かれれば、将来の食料安全保障に大きく貢献すると期待される。名古屋大学、（国）理化学研究所、東京大学、（国）農業・食品産業技術総合研究機構（農研機構）、国際協力機構が加わった。
近年の地球温暖化によって干ばつによる作物被害が激増している。”見えない干ばつ“と呼ばれる初期の干ばつであっても、作物の生育は顕著に低下し甚大な収量の損失をもたらすことが知られている。
国際農研は、水の使用量が多い主要作物のダイズとモデル植物シロイヌナズナを材料に、畑と実験室、作物とモデル植物を組み合わせ、作物の干ばつストレス応答機構の解明に、6年がかりで取り組んできた。
その結果、以下の①～④が明らかになった。
①畑の土を盛り上げる畝（うね）を高さ30cmにして軽度の干ばつ状態を人為的に作ったところ、畑のダイズ収量が約50％減少し、“見えない干ばつ”の再現に成功した。
②ここで栽培したダイズ葉の網羅的な遺伝子発現解析によって、軽度の干ばつストレスでリン酸欠乏応答が特異的に誘導されることを発見した。
③土壌水分量を調整できる培養器で栽培したダイズの解析からも、干ばつ初期にリン酸欠乏応答が誘導された。さらに干ばつが進むと、植物ホルモンのアブシン酸（ABA）含量が増加し、これに応答する遺伝子群の発現が誘導された。
④シロイヌナズナでも同じ誘導が起こることから、干ばつ時の植物に共通した現象であり、干ばつ時の生育を維持するために重要な役割を果たしていることが明らかになった。
こうして初期の干ばつがもたらす作物生産の甚大なロスを定量的に把握することに成功した。今後、干ばつ感知センサーなどの開発につながるものと見られる。
畝を利用した干ばつ実験系の開発によって、干ばつ耐性品種の選抜を世界の畑や研究機関ごとに安価で簡単に実施できる見通しがついた。干ばつに強い作物の開発や収量ロスをなくす灌漑（かんがい）の最適化によって、世界の食糧安全保障に貢献できると期待している。
