広報活動

Print

2012年1月11日

独立行政法人 理化学研究所

超低濃度の窒素栄養を効率よく吸収する仕組みをシロイヌナズナで解明

-低肥料でも生産量の落ちない農作物の開発へ手がかり-

野生株とNRT2.4遺伝子破壊株の硝酸イオンの吸収能

空気の成分の約8割を占めているのが窒素です。この窒素が植物の成長に欠かせないことは、肥料の3大要素「窒素、リン酸、カリウム」として中学校で習ったことでしょう。しかし、やっかいなことに植物は、空気中にある窒素をそのまま取り込めないのです。自然界では地中で細菌によって「硝酸イオン」の形になったものを根から吸収しますが、地中には十分な硝酸イオンが存在しません。農業の現場ではそれを補うために大量の窒素肥料を与えているわけです。

それでも、与えた窒素肥料が効率的に吸収されればいいのですが、半分以上が吸収されずに環境中に流出します。これが温暖化ガス(N2O)の発生や水質汚染など環境問題を引き起こし、食糧価格の上昇にもつながっています。この問題を科学の力で解決したいと、研究者たちはシロイヌナズナというモデル植物を使って、もともと植物が持っているとされる硝酸イオンを効率良く吸収する仕組みの解明に取り組みました。

研究グループは、シロイヌナズナに硝酸イオンを輸送する「NRT2.4」というタンパク質が、低窒素の環境の中で増えることに着目し実験を行いました。その結果、NRT2.4が表皮細胞内で土と接する側に偏って配置されていることなど、土から効率よく低濃度の硝酸イオンを取り込む仕組みがあることを発見しました。まだ、全体の仕組みを解明したわけではありませんが、この成果を生かしていくことで、肥料が少なくても生産性が落ちることなく、かつ環境への影響が少ない「低投入持続的農業」に適した農作物の研究開発が進んでいくものと注目されます。

理化学研究所
植物科学研究センター 生産機能研究グループ
研究員 木羽 隆敏(きば たかとし)
Tel: 045-503-9576 / Fax: 045-503-9609

グループディレクター 榊原 均(さかきばら ひとし)
Tel: 045-503-9576 / Fax: 045-503-9609