広報活動

Print

2013年2月27日

独立行政法人理化学研究所
独立行政法人科学技術振興機構

植物のリン欠乏ストレスを緩和する新しい糖脂質を発見

-リンが欠乏しても収量が減少しない強い作物の生育に道-

シロイヌナズナ変異体の表現型の比較写真 

シロイヌナズナ変異体の表現型の比較

テスト前の学校からの帰り道、「窒素・リン酸・カリ」って繰り返し唱えながら歩いていたことを覚えています。植物の生長に欠かせない肥料の三大要素のことですね。この中で「リン」は開花や結実に関係する元素といわれています。

植物の生育に関わる生体膜は主にリンを含む脂質と糖脂質で構成されています。植物体内でリンが欠乏すると生体膜中のリン脂質がそれを補い、代わりに糖脂質が増加して膜を維持します。このように膜脂質の構成内容が変わることは「膜脂質のリモデリング」と呼ばれ、植物の生存のために重要な役割を果たしているとされます。しかし、どんな化合物がどう関わっているのかについては不明な点が多く、その詳細は分かっていませんでした。

植物科学研究センターの研究者らは、脂質を網羅的に解析する「脂質メタボローム解析」を用いて、リン欠乏環境下で生育したシロイヌナズナにおける膜脂質のリモデリングを調べました。その結果、リン欠乏ストレスを緩和する新しい糖脂質「グルクロン酸脂質」が地上部に蓄積していることを発見しました。植物でこの脂質を発見したのは初めてです。さらに、SQD2という遺伝子を持たない変異体ではグルクロン酸脂質がまったく蓄積されず、リン欠乏環境では通常より早く枯れてしまうことも分かりました。

グルクロン酸脂質はイネにも含まれ、リン欠乏環境下では約6倍も蓄積量が増加していることから、同脂質は植物に広く存在し、リン欠乏ストレスの緩和に役立っている可能性があります。

SQD2遺伝子を利用してグルクロン酸脂質の生合成を制御できると、リン欠乏に強い作物の生育が可能です。また、今回の研究でグルクロン酸脂質の主な生合成の場は葉緑体であることが示唆されました。今後は葉緑体中での生合成経路の制御法開発が課題になります。

理化学研究所
植物科学研究センター メタボローム機能研究グループ
グループディレクター 斉藤 和季(さいとう かずき)
研究員 岡咲 洋三(おかざき ようぞう)