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気孔の無い葉ができる仕組み…水没ストレスに苛まれる時代への示唆
発表日：2023.01.25
京都産業大学の木村教授と名古屋大学の鳥居客員教授らの国際共同研究グループは、水没ストレスを受けた水陸両生植物が「気孔の発生」を抑制するメカニズムを分子レベルで解明した（世界初）。植物は環境に応じて葉の形を変えることがある（異形葉性、heterophylly）。水陸両生植物の場合、陸上で生活している時の葉（気中葉）と水中で生活している時の葉（水中葉）の形態は大きく異なる。木村教授は、劇的な気中葉/水中葉シフトを見せるアブラナ科の多年生草本Rorippa aquaticaに着目し、多角的なアプローチを続けている。一方、鳥居客員教授は、気孔の発生学的な研究に取り組み、近年では気孔の数を制御する仕組みなどを解明している。本研究は、R. aquaticaが水没ストレスを感知し、シグナル伝達を経て、気孔の少ない水中葉を発生するまでの一連の流れと要因を明らかにしたもの。水没実験や次世代シーケンサーによる解析を駆使した結果、“気中葉から水中葉への運命転換”は非常に早い応答（1時間以内）であることや、水没によって逃げ場を失った植物ホルモン「エチレン」が決定的な役割を果たしていることが判明した。また、水没応答と光の効果を検証したところ、R. aquaticaに蓄積されているエチレンは赤色光によって合成されたものであり、それが気孔発生に必要な遺伝子の発現を抑制し、“運命転換”が素早く起こることが分かった。さらに、祖先種が有する植物ホルモン応答経路と光応答経路の再配線（つなぎかえ）によって獲得された形質であることが示唆された。温暖化の進行とそれに伴う極端気象の頻発化・常態化が懸念されている。本成果は、陸上生態系の保全や農業分野における適応策に資する可能性を秘めている、と述べている。
