高野义孝 農学研究科教授、入枝泰樹 信州大学助教の研究グループは、植物の表皮細胞に存在する機能未知の小さな葉緑体の存在意義を解明しました。
病害による世界の农业生产被害の70～80%は糸状菌（カビ?菌类）によって引き起こされています。これら植物病原糸状菌にとっては、植物の表皮细胞内に菌糸を侵入できるかどうかが感染の可否に大きく影响します。そのため、植物の表皮细胞はこれら病原糸状菌の侵入を防ぐ重要なバリアとして机能する最初の砦です。兴味深いことに、植物の表皮には、光合成にあまり関与しない小さな叶緑体が存在することが知られていました。しかし、何のために存在しているのか、どのような机能を担っているのかは不明でした。
本研究グループは、植物の表皮に存在する机能未知の小さな叶緑体が、病原糸状菌の攻撃に対して细胞内をダイナミックに表层侧へと移动し、防御応答に関与することを発见しました。さらに、表皮叶緑体には植物の防御応答に関わる复数の免疫因子が特异的に集积し、病原糸状菌の侵入に対する抵抗性の强化に贡献していることを突き止めました。本研究を基盘に、外敌に対するバリアとして机能する植物表皮の叶緑体机能を増强?制御する技术を开発し、植物の免疫力を高めることで病害被害の軽减や生产性の向上につながることが期待されます。
本研究成果は、2021年5月20日に、国際学術誌「Nature Communications」に掲載されました。
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Hiroki Irieda, Yoshitaka Takano (2021). Epidermal chloroplasts are defense-related motile organelles equipped with plant immune components. Nature Communications, 12, 2739.
