名古屋大学らの研究グループが植物成長促進ホルモンの新たな活性化経路を発見、収量向上への応用に期待

名古屋大学大学院生命農学研究科の榊原均教授らの研究グループは、理化学研究所環境資源科学研究センター(CSRS)の岩瀬哲上級研究員、農研機構の矢野昌裕シニアエグゼクティブリサーチャー、岡山大学資源植物科学研究所の山本敏央教授らとの共同研究で、植物成長促進ホルモンのひとつであるサイトカイニンの新たな活性化経路を発見した。


作物の収量向上への応用に期待


サイトカイニンとは、窒素栄養に応じた植物成長促進やイネの穂形成など、植物生産に関わる非常に重要な植物ホルモンのことを指す。これまでその生合成は細胞内で行われると考えられてきた。

今回の研究では、同定したサイトカイニン活性化酵素タンパク質CPN1が葉の細胞壁空間(アポプラスト)に存在し、細胞内とは別の代謝経路により、根から輸送されてくる前駆体を活性型に変換していることが判明。

また、CPN1の機能を失ったイネ変異体では、葉でのサイトカイニン情報伝達が正常に行われなくなり、穂のサイズも小さくなることがわかったとのこと。

CPN1遺伝子の利用により、人為的にサイトカイニン作用を調節することが可能になることから、イネをはじめとした作物の収量向上への応用が期待できる。

ササニシキ×ハバタキのCSSLにおけるサイトカイニンリボシド派生体(cZROG)内生濃度に影響を与えるQTLピークの検出

細胞壁空間におけるCPN1の役割

サイトカイニン生合成経路

日本晴とcpn1変異体間での穂形態の比較

本研究成果は、アメリカ科学アカデミー紀要「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America」のオンライン版に掲載された。

論文情報
雑誌名:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)
論文タイトル:A cell wall-localized cytokinin/purine riboside nucleosidase is involved in apoplastic cytokinin metabolism in Oryza sativa
著 者:Mikiko Kojima(名古屋大学大学院生(社会人博士後期課程, 研究当時)), Nobue Makita, Kazuki Miyata(名古屋大学大学院生), Mika Yoshino(名古屋大学大学院生), Akira Iwase, Miwa Ohashi(名古屋大学研究員(研究当時)), Alicia Surjana(名古屋大学大学院生(研究当時)), Toru Kudo, Noriko Takeda-Kamiya, Kiminori Toyooka, Akio Miyao, Hirohiko Hirochika, Tsuyu Ando, Ayahiko Shomura, Masahiro Yano, Toshio Yamamoto(岡山大学教員), Tokunori Hobo(名古屋大学教員), Hitoshi Sakakibara(名古屋大学教員)
DOI: 10.1073/pnas.2217708120

詳しい研究内容
物成長促進ホルモンの新たな活性化経路を発見~イネをはじめ作物の収穫向上への応用に期待~
https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r5/press20230829-1.pdf

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  1. 田牧一郎
    田牧一郎
    日本で15年間コメ作りに従事した後、アメリカに移り、精米事業、自分の名前をブランド化したコメを世界に販売。事業売却後、アメリカのコメ農家となる。同時に、種子会社・精米会社・流通業者に、生産・精米技術コンサルティングとして関わり、企業などの依頼で世界12カ国の良質米生産可能産地を訪問調査。現在は、「田牧ファームスジャパン」を設立し、直接播種やIoTを用いた稲作の実践や研究・開発を行っている。
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    福田浩一
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    石坂晃
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    川島礼二郎
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    堀口泰子
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