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农学

2026.02.10

植物が环境に适した根を作り出すメカニズムを解明?作物の根を栽培环境に最适化する品种育成への応用に期待?

【ポイント】

?イネは根の皮层に通気组织注1)と呼ばれる空隙を形成し、大気中の酸素を根端部まで効率的に供给することで酸素の欠乏した冠水土壌注2)に适応している。そのため、他のイネ科の畑作物と比べて根に占める皮层の割合が大きい。
?モデル植物のシロイヌナズナでは、根端分裂组织注3)の皮层-内皮始原细胞注4)が并层分裂注5)することでそれぞれ1层の内皮注6)と皮層が生み出される。一方、イネの根端分裂组织では並層分裂が複数回起こることで、放射方向に複数の皮層が生み出される。
?イネの根では骋搁础厂ファミリー転写因子注7)の厂颁础搁贰颁搁翱奥(厂颁搁)と厂贬翱搁罢-搁翱翱罢(厂贬搁)注7)が内皮と皮层を生み出すだけではなく、皮层の细胞层数を制御して根の内部の组织のバランスを最适化する役割を果たすことが明らかになった。

 

杏Map生物机能开発利用研究センターの李 京霞 研究員(当時)、同大学大学院生命农学研究科の三並 翔哉 博士前期課程学生、同大学生物机能开発利用研究センターの津田 勝利 特任講師、山内 卓樹 准教授の共同研究グループは、イネの骋搁础厂ファミリー転写因子厂颁础搁贰颁搁翱奥(厂颁搁)が厂贬翱搁罢-搁翱翱罢と协调的に根の内皮と皮层の分化を制御するとともに、放射方向の皮层细胞层数を制御する机能をもつことを解明しました
モデル植物のシロイヌナズナの根端分裂组织では、皮層-内皮始原細胞が放射方向に並層分裂することで、それぞれ1層の内皮と皮層が生み出されます。一方、イネをはじめとする多くの植物種の根端分裂组织では皮層-内皮始原細胞が并层分裂を繰り返すことで放射方向に複数層の皮層が形成されます。
本研究では、イネの厂颁搁が根の各组织を构成する放射方向の细胞层数のバランスを制御することで、生育环境に最适な组织サイズをもつ根を生み出すメカニズムの一端を解明しました。
本研究の成果は、2026年2月10日付アメリカ植物生理学会の学会誌「Plant Physiology」電子版に掲載されました。

 

◆详细(プレスリリース本文)はこちら

 

【用语説明】

注1)通気组织:
破生通気组织は、叶や茎、根の柔组织に形成される空隙である。イネ科植物やマメ科植物など农业场重要なさまざまな植物种の根において、皮层细胞の选択的な细胞死による(破生)通気组织の形成が観察される。
注2)冠水土壌:
冠水土壌は、长期的な降雨や水田転换畑のように水はけが悪い性质によって、土壌中に存在する気相が水に置き换わった状态を表す。冠水土壌では、植物の根や微生物の呼吸によって酸素が消费され、湿害が発生して畑作物の収量が低下する。
注3)根端分裂组织:
根の先端部分に存在する干细胞(分裂活性の高い细胞)を多く含む组织であり、根端メリステムとも呼ばれる。静止中心と呼ばれる分裂活性をもたない细胞の周囲に位置する复数の干细胞によって构成される。
注4)皮层-内皮始原细胞:
根端分裂组织に隣接する幹細胞の1つであり、根の放射方向に並層分裂して内皮細胞と皮層細胞を生み出す役割を果たす。
注5)并层分裂:
植物の地上部と根を縦方向につなぐ顶端-基部轴に対して平行(放射方向)に起こる细胞分裂。一般的に并层分裂は组织の増加につながるため、伸长成长や组织の肥大に寄与する垂层分裂(顶端-基部轴に対して垂直に分裂する)と区别される。
注6)内皮:
植物の根の皮层の最も内侧の细胞层として定义される。道管や师管を囲む1层の细胞からなり、脂肪酸骨格のスベリンや高分子のフェノール性化合物のリグニンなどの疎水性の物质を蓄积して养分や水分の输送を制限する机能をもつ。
注7)骋搁础厂ファミリー転写因子:
骋搁础厂ファミリー転写因子は、植物に特有の転写因子のファミリーであり、植物ホルモンのシグナル伝达や根の组织构造の形成を始めとする発生に深く関わる。厂颁础搁贰颁搁翱奥(厂颁搁)と厂贬翱搁罢-搁翱翱罢(厂贬搁)は根の内皮-皮层始原细胞において内皮と皮层を生み出す并层分裂を制御する机能をもつ。

 

【论文情报】

雑誌名:Plant Physiology
論文タイトル:SCARECROW functions in the root radial patterning in rice to organize multiple cortical cell layers(イネの根においてSCARECROWは放射方向のパターン形成を通して複数層の皮層を生み出す役割を果たす)
著者:Jingxia Li, Shoya Minami, Katsutoshi Tsuda, Takaki Yamauchi
(李京霞、叁并翔哉、津田胜利山内 卓樹)下线は本学教员
        
DOI: doi.org/10.1093/plphys/kiaf677
URL:

 

【研究代表者】