植物の水分蒸散を制御する新たな輸送因子を発見
－孔辺細胞で働くトランスポーターの解析から乾燥耐性機構の解明へ－
報道発表資料
植物は水分が少なくなる乾燥ストレスを受けると、植物体表面の気孔を閉じて、水分が蒸散することを防いでいます。この水分蒸散に重要な役割を果たす気孔は、孔辺細胞2つがペアとなって溝のように形作られ、取り巻く環境の状況やストレス条件で、さまざまな生体物質のやり取りを行い、細胞の形状を変えることで気孔の開閉を調節しています。しかし、この気孔開閉のメカニズムの全容は明らかになっていません。
植物科学研究センター機能開発研究グループは、この気孔開閉を制御する新しい輸送因子（トランスポーター）「AtABCG22」が孔辺細胞で発現し、これを欠損すると気孔が閉まりにくくなり、水分の蒸発が盛んになることを発見しました。研究グループは、肉眼では分からない植物体の温度変化を非接触で撮影することができる赤外線サーモグラフィーの特徴を活用し、シロイヌナズナの水分蒸散を観察しました。その結果、ABCトランスポーターの遺伝子ファミリーの1つであるAtABCG22遺伝子の変異体で、水分蒸散量が上昇していることを発見しました。この変異体は気孔が開きやすいために水分が蒸散しやすく、水を与えず乾燥状態にすると、野生型よりも先にしおれることが分かりました。さらに、AtABCG22遺伝子が地上部の葉、特に孔辺細胞で発現しており、タマネギ細胞や植物培養細胞にAtABCG22タンパク質を導入したところ、細胞膜に局在することを見いだしました。これは、孔辺細胞への生体物質の流入あるいは排出に働いていることを示しています。
気孔開閉の制御メカニズムを解明できると、作物の生産量の向上や乾燥地に適応可能な植物の育種に新たな知見を提供できると期待されます。
独立行政法人理化学研究所
植物科学研究センター センター長
機能開発研究グループ グループディレクター
篠崎 一雄 （しのざき かずお）
Tel: 045-503-9579 / Fax: 045-503-9580
機能開発研究グループ 上級研究員
黒森 崇（くろもり たかし）
Tel: 045-503-9625 / Fax: 045-503-9586