名古屋大学の多田安臣教授らの研究グループは、植物が雨を感知して免疫を活性化する仕組みを新たに発見した。降雨に伴う病害発生を抑制する農法の開発が期待できるとしている。
植物にはヒトなどの動物と同様に高度な免疫系があり、植物が細菌やウイルスなどを感知すると、免疫系を活性化させて病原体の感染を防除する。植物に感染する病原体は、その多くが雨によって媒介されるため、雨は植物の生存に必須であるが危険因子でもある。しかし、植物が雨に対してどのような応答を誘導するのかは未解明だった。
今回の研究では、まず「RNAシーケンス」と呼ばれる方法を用いて、モデル植物のシロイヌナズナが、雨を受けた際に発現する遺伝子を解析した。その結果、植物は、雨に打たれると免疫関連の遺伝子を発現した。これらの遺伝子群は、CAMTA転写因子によって制御されていた。
研究グループは、CAMTAの機能はCa2+（カルシウムイオン）によって制御されるため、雨は植物の細胞内Ca2+濃度を上昇させるのではないかと考え、Ca2+を蛍光として検出できるGCaMP3遺伝子を導入したシロイヌナズナを用いて解析。その結果、雨は葉の表面に存在する毛状の細胞（トライコーム）によって感知されると、トライコーム周辺の組織に、Ca2+濃度上昇がウェーブ状に周囲に伝搬する「カルシウムウェーブ」という現象を誘導し、黒斑病菌などに対する免疫系を活性化し、その感染を防除することを明らかにした。
今回の研究は、植物が雨を危険因子として認識していること、またトライコームがその感知を担っていることを示した。これらの結果は、免疫系の成り立ちの理解に寄与するだけでなく、農作物の病害防除にも応用が期待できるとしている。
