寄生植物が宿主植物に寄生する時に必要とされる遺伝子を、名古屋大学と理化学研究所のグループが同定することに成功した。

 寄生植物は他の植物から水分や養分を吸収する植物種で、多くの農作物を宿主植物として寄生し、その収量を著しく低下させるために、世界中で甚大な農業被害をもたらしている。

 本研究グループは、寄生植物が宿主に接続する際の細胞の接着の様子が、植物の人為的な接木、特に遠縁な植物同士の接木(異科接木)の接続面で起こる現象に近似していることに着目した結果、両者に共通のメカニズムを発見したという。

 これまでに同グループは、通常不可能と考えられていた異科接木が、タバコ属植物では可能であることを見出し、接木の接合面で細胞壁の再構築に関わるとみられる遺伝子β-1,4-グルカナーゼを同定した。そして今回、モデル寄生植物であるコシオガマで異科接木を実施したところ、タバコ属植物と同様に異科接木が可能であることがわかり、さらに、タバコ属植物の接木時に分泌されるβ-1,4-グルカナーゼが、コシオガマの寄生時および接木時にも共通して発現上昇していることを見出した。このことから、寄生植物の寄生という現象と、人為的に接木を実施した際の傷の癒合という現象に、共通のメカニズムが存在することが明らかとなった。

 また、コシオガマでβ-1,4-グルカナーゼの発現を一時的に低下させると、寄生成立が抑制されることも発見。この発見により、β-1,4-グルカナーゼの活性を人為的に阻害する技術開発が進展すれば、寄生植物の農作物への寄生を抑制できると考えられ、今後予測される食糧難の回避の一助となることが期待できるとしている。

論文情報:【Communications Biology】Host-parasite tissue adhesion by a secreted type of β-1,4- glucanase in the parasitic plant Phtheirospermum japonicum

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大学ジャーナルオンライン編集部

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