植物生物工学：植物の糖シグナル伝達における化学的介入は収量および復元力を増大させる

人口増加や土地の減少、気候変動による差し迫った地球規模での食料不足の問題は、農業において作物の最大収量ポテンシャルおよび復元力の両方を向上させることでしか解決できない。遺伝子組換えは1つの可能な解決策だが、特にコムギのような作物では世界的にはまだ受け入れられていない。植物における中心的な糖シグナルであるトレハロース6-リン酸（T6P）は、スクロースの使用と分配を調節しており、作物の成長および発生の基盤となっている。今回我々は、化学的な介入戦略の適用が、in plantaでT6Pレベルを直接調節することを示す。我々は、透過性、取り込まれやすさ、および太陽光に誘発されるin plantaでのT6P放出のための「シグナル伝達の前駆体」の概念に基づいて、T6Pの植物透過性アナログを設計・作製した。強力な糖シグナルにおける化学的介入は穀粒収量を増加させた一方、栄養組織への適用では乾燥からの回復や復活が改善した。この技術は、収量の増加と作物のストレス復元力の増加とを組み合わせる手段を提供する。T6P経路は、植物や生物学における他の小分子シグナルで普遍的に見られることから、これらの研究結果は、適した外因性の合成小分子シグナル伝達前駆体を使うことで、植物の生産力やおそらくは他の生物機能をも直接向上させられることを示唆している。

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