叶と茎を无くしたら根で光合成をすればいい？ 环境に応じて柔软に叶緑体を発达させるしくみを解明
可视化したシロイヌナズナの根の光合成活性
光合成活性の様子をクロロフィル蛍光イメージング装置で可视化した画像。「地上部あり」は茎や叶を除くことなく育てたシロイヌナズナの根。「地上部なし」はシロイヌナズナの茎や叶を除き、根のみを7日间育てたもの。普通のシロイヌナズナ（野生株）では茎や叶がなくなると光合成活性が向上しているのが分かる（図では、青から紫の领域が拡大）。さらに、骋狈尝を人工的に过剰に発现させたシロイヌナズナでは茎や叶を取り除かなくても光合成の活性が高くなっている。
© 2017 小林 康一
色素体は植物に特有の细胞内小器官であり、细胞ごとにさまざまな役割を担い、多様な细胞の机能を支えています。なかでも光合成を担う叶緑体は植物の成长に必要不可欠ですが、その発达が组织や细胞の机能に応じてどのように制御されるのかはよく分かっていませんでした。
今回、共同研究グループは、植物の研究に适したシロイヌナズナを用いて、シロイヌナズナが叶と茎を失った场合、植物は伤害に反応するタンパク质の働きを通して植物ホルモンであるサイトカイニンに対する感受性を高め、根の光合成能力を向上させることを明らかにしました。さらに、この反応に叶緑体の発达に関わる别のタンパク质（転写因子、骋狈尝）が深く関与することも突き止めました。通常、根はエネルギー源を地上部で行われる光合成に頼っています。しかし、地上部を失った际には植物ホルモンのバランスを変えることで组织の再生を促すとともに、叶緑体の発达や光合成の活性化を促进し、生き残る可能性を高めていると示唆されました。
本研究は、植物が环境に柔软に适応しながら光合成による生产性を维持?拡大するしくみの解明に大きく贡献するものです。
「これまで植物の光合成研究はもっぱら叶を用いて行われてきましたが、今回、通常は光合成を行わない根が緑化する现象に着目することで、叶緑体の発达を制御する新しいしくみを明らかにできました。」と小林助教は话します。「雑草を抜いたときに残った根からまた叶が再生してくることがありますが、その时には、今回私たちが発见した、根で光合成が活性化するしくみが働いているのかもしれませんね」と続けます。
なお本研究は、理化学研究所环境资源科学研究センターの岩瀬哲研究员と杉本庆子チームリーダーと共同で行われたものです。
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论文情报
, "Shoot removal induces chloroplast development in roots via cytokinin signaling", Plant Physiology Online Edition: 2017/2/13 (Japan time), doi:10.1104/pp.16.01368.
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