研究課題
基盤研究(C)
高塩をはじめとした環境ストレスは農作物の収量に甚大な被害をもたらしている。持続可能な食糧生産実現のためには、環境ストレスを克服する肥料や作物の開発が危急の課題である。これまでに申請者は、外生エタノール処理によって植物の耐塩性を強化できることを明らかにした。一方で、エタノール処理は擬似的な低酸素状態を誘導し、生育に悪影響を及ぼす可能性が示された。本研究ではエタノールによる耐塩性と低酸素誘導の分子メカニズム解明を行うことによって、ストレス耐性強化と正常な生育を両立した技術の開発を目指す。
植物は、高塩、高温、乾燥など様々な環境ストレスにさらされている。こうした環境ストレスは農作物の収量に甚大な被害をもたらしている。持続可能な食糧生産実現のためには、環境ストレスを克服する肥料や作物の開発が危急の課題である。これまでに私は低濃度のエタノール処理が抗酸化酵素群の転写を誘導することによって、活性酸素の蓄積を抑制し、植物の耐塩性、強光ストレス耐性を強化することを発見した。しかし、エタノール処理がどのように抗酸化酵素の転写を誘導するかは未解明である。さらに、継続的な外生エタノール処理は生育に悪影響を及ぼすことが示された。本研究ではエタノールによる耐塩性の分子メカニズム解明ならびに、エタノール処理による生育阻害の分子メカニズムを解明することによって、ストレス耐性と生育を両立した技術の開発を目指す。当該年度はエタノールによる生育阻害原因解明のため、エタノール存在時の子葉のサイズを指標にゲノムワイド関連解析（GWAS）を実施した。GWASの結果、エタノールによる生育阻害原因遺伝子を２つ同定した。エタノール耐性品種はこれら遺伝子のアミノ酸置換が見られた。そこで耐性品種型の遺伝子をCol背景で発現させたところ、エタノールによる耐塩性を示しながら、エタノールによる生育阻害を緩和できることを明らかにした。本結果より、これら2遺伝子がエタノールによるストレス耐性と生育の両立に寄与する可能性を明らかにした。
2: おおむね順調に進展している
本研究課題を構成する各実験課題に関しておおむね計画通りに進展しているため。
今後は、当該年度に得られたエタノールによる生育阻害原因遺伝子の機能解明を目指して遺伝学的解析ならびに生化学的解析を実施する。さらに、前年度に得られたエタノールによる耐塩性に機能する転写因子の制御遺伝子解明を目指した解析も進める予定である。
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すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) 図書 (2件)
Plant Physiology
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10.1093/plphys/kiac077
Plant Molecular Biology
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