根の成長制御におけるアブシジン酸の新しい役割

• 研究課題/領域番号: 21H02158
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38060:応用分子細胞生物学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター
• 研究代表者: 藤田 泰成 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 食料プログラム, プログラムディレクター (00446395)
• 研究分担者: 深城 英弘 神戸大学, 理学研究科, 教授 (80324979) ; 永利 友佳理 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生物資源・利用領域, 主任研究員 (90723859)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2023年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
• キーワード: アブシシン酸 / オーキシン / 側根 / ストレス / アブシジン酸 / 植物ホルモンクロストーク / ストレス耐性

研究開始時の研究の概要

植物体内への水分吸収の大部分を担う側根は、干ばつ下における作物の生産性に直結する重要な器官である。乾燥ストレス応答において主要な 役割を担うアブシジン酸(ABA)は、側根の発達を抑制すると考えられてきた。本研究では、従来の知見とは逆にABAが、植物の成長制御を担う オーキシンシグナルを介して側根成長を促進するという新たな発見に基づき、ABAによる側根の成長制御機構を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、ABAシグナル因子の多重欠損変異体およびDR5-GUSやDR5-LUCを導入した遺伝子組換えシロイヌナズナを用いた解析により、乾燥ストレス応答を担うABAシグナル伝達因子が、成長制御を担うオーキシンのシグナル伝達系とのクロストークを介して側根成長を制御する機構を明らかにした。また、関連研究において、ABAシグナルや成長制御と関わる新規の植物のストレス応答に関わる知見を得た。さらに、ストレス応答に好適な実験系としてキヌアを用いた研究基盤の構築に取り組んだ。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、側根制御におけるABAの新しい役割に着目し、ABAシグナル伝達因子の側根制御における分子機構の一端を明らかにした。トレードオフの関係にある植物の「ストレス応答」と 「成長」を制御する分子機構の解明に寄与することにより、ストレス時における植物の新たな生存戦略を理解し、実用的なストレス耐性作物開発の一助となる知見を得た。また、関連したストレス応答研究や新たな研究プラットホームの構築を通して、植物のストレス応答研究の発展に貢献し、気候変動下における将来の食料安全保障への貢献を目指す。