農作物はしばしば過酷な環境条件に直面します。 成長のためにエネルギーを使用する代わりに、病気、極端な温度、塩分の多い土壌などの要因により、植物は結果として生じるストレスに対応するためにエネルギーを使用するように強制されます. この現象は「成長への反応とストレスのトレードオフ」と呼ばれています。
名古屋大学の研究者チームは、植物がその資源を成長のために使用するか、ストレスに対処するために使用するかを調節する、これまで知られていなかった経路を発見しました。 Phys.org ポータル. この発見により、農業条件におけるストレス応答の制御が可能になり、収量が増加する可能性があります。 科学者たちはその結果をジャーナルに発表しました 科学.
日本の名古屋大学大学院生命科学研究科の松林義勝教授と大西真理准教授が率いる研究チームは、ストレスに対する植物の反応におけるホルモンとその受容体の役割を研究しました。
彼らは、対応するホルモンがまだ特定されていない XNUMX つの受容体に注目しました。 小さな開花植物であるシロイヌナズナを使用して、彼らはホルモンとして機能するPSYファミリーを発見し、これらの受容体に結合し、ストレス応答を成長に切り替えたり、その逆を行ったりします.
通常、受容体とホルモンは錠と鍵として機能し、ホルモン (この場合はペプチド PSY) が生物学的プロセスを開始するために必要な鍵として機能します。 しかし、この研究では、PSYを産生しない植物細胞でも活発なストレス反応が見られました。 したがって、これは、ストレス応答を活性化する代わりに、受容体の「ロック」に PSY の「鍵」が存在することでストレス応答が抑制されることを示唆しています。
ストレス反応の性質をテストするために、研究者は熱と塩を使用して非常にストレスの多い条件下で植物を育て、それらに細菌を感染させました. PSY受容体が不足しているか、PSYホルモンを絶えず受け取っている植物は、ストレスに適切に反応できず、生存率が低下しました。 科学者たちは、ストレスを受けた植物は PSY の産生を停止し、PSY の欠如はストレス反応を引き起こすと結論付けました。
この現象を説明するために、研究者は、損傷した細胞が損傷した領域に隣接する細胞層の PSY ホルモンの濃度を低下させるメカニズムを提案しました。 この PSY の欠如は、ストレス反応を引き起こします。 重要なことに、これは、損傷した植物でもメッセージを送信できる理由を説明している可能性があります。
限られたリソースを使用して新しいシグナルを作成する代わりに、損傷を受けた植物細胞は PSY ホルモンの放出を停止し、ストレス応答を活性化することができます。 このようなメカニズムは、ストレス耐性と関連するエネルギーコストのバランスを取ることを可能にします。 その結果、最もストレスの多い環境条件下でも、植物は限られた資源を管理して成長することができます.
シロイヌナズナに見られるメカニズムのほとんどは、他の植物にも見られます。 したがって、これらの結果はすべての文化に適用できます。