Research press release


Nature Communications

Plants ‘remember’ how to deal with drought

干ばつに繰り返しさらされた植物は、干ばつのストレスに対処する方法を記憶するという研究結果を報告する論文が、今週、Nature Communicationsにオンライン掲載される。この研究は、複数種のストレス応答遺伝子が「訓練」されて、その活性を水の利用可能性に応じて変えられるようになることを明らかにしている。この発見により、植物が環境の変化に対処する能力を向上させる方法が解明されるかもしれない。 植物は、ストレスにさらされると、その挙動を修正して、繰り返し起こる侵襲への対応を改善できる。例えば、植物は、転写過程によって制御される遺伝子発現パターンを変え、あるいは特定の細胞機能を調節している可能性がある。しかし、こうした「ストレス記憶」に関与する基礎過程は、ほとんどわかっていない。今回、Z Avramovaたちは、シロイヌナズナを干ばつに反復的にさらす実験を行って、シロイヌナズナが、自らの水分保持能力を調節できることを明らかにした。 Avramovaたちは、シロイヌナズナの応答として、遺伝子の特定の一部の転写が増加したことを挙げている。水を利用できるようになる回復期には、これらの遺伝子の転写量は正常なレベルで推移したが、その後の数々の干ばつ期を経たシロイヌナズナは、ストレスに対する転写応答を記憶していた。この新知見は、「過去のストレスの記憶」という考え方を例証している。

Plants subjected to repeated periods of drought can remember how to deal with the stress according to an article published online this week in Nature Communications. The study shows that subsets of stress-response genes are trained to alter their activity according to the availability of water. This discovery may lead to approaches that could improve a plant’s ability to deal with changing environments. When subjected to stress plants can modify their behaviour and can improve their reactions to recurring insults. For example, plants may change gene expression patterns, which are controlled by a process called transcription, or they may adjust specific cellular functions. However, the underlying processes involved in this ‘stress memory’ are poorly understood. By repeatedly exposing Arabidopsis to drought, Zoya Avramova and colleagues show that the plants can adjust their ability to retain water. The authors demonstrate that the plants respond by increasing transcription of a certain subset of genes. During recovery periods when water is available transcription of these genes remains at normal levels, but following subsequent drought periods the plants remember their transcriptional response to stress. These findings illustrate the concept of a memory from an earlier stress.

doi: 10.1038/ncomms1732

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