Research press release

オオムギは遺伝子修飾を通じて有毒な土壌への耐性を高めた

Nature Communications

Barley modifies gene to tolerate toxic soil

オオムギは、特定の遺伝子の修飾によって、植物の生育に有毒なアルミを含む酸性土壌での生育に適応したことを報告する論文が、今週、Nature Communicationsに掲載される。この適応は、日本、韓国と中国で生育するアルミ耐性オオムギのみに見られるもので、ここ3000年間の進化で、東アジアで一般的に見られる酸性土壌で生育できるようになった過程を明らかにしている。 アルミ毒性は、世界の耕地の30〜40%を占める酸性土壌での作物の生育にとっての大きな制約要因となっている。オオムギのような植物は、クエン酸塩のような負に荷電したイオンを土壌中に分泌して、アルミが根細胞の細胞成分に結合しないようにできる。今回、馬建鋒(J F Ma)たちは、栽培種のオオムギのアルミ耐性が、アルミ耐性遺伝子HvAACT1における1キロベース長の配列の挿入によって生じることを発見した。こうして修飾された遺伝子は、土壌中へクエン酸塩を分泌させる作用があり、オオムギの根が鉄のような必須金属を吸収できるようにし、やはり土壌中に含まれるアルミを解毒する作用もある。

Barley has adapted to grow in acidic soils containing Aluminium - toxic to plant growth - by the modification of a certain gene, reports a study in Nature Communications this week. This adaptation is only found in the Aluminium-tolerant barley crop from Japan, Korea and China, which shows how it has evolved over the past 3,000 years to grow in the acidic soils common in East Asia. Aluminium toxicity is a major factor limiting crop growth in acidic soils, which make up 30-40% of the arable soil in the world. Plants like barley are able to secrete negatively charged ions, such as citrate, into the soil, which prevents Aluminium from binding to root cells. Jian Feng Ma and colleagues found that the Aluminium-tolerance in cultivated barley occurs through an insertion of a 1-kb sequence in the Aluminium-tolerant gene, HvAACT1. This altered gene acts by secreting citrate to the soil allowing the plant roots to take up essential metals like iron, but detoxifies the aluminium that is also present.

doi: 10.1038/ncomms1726

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週最新のNature 関連誌のハイライトを皆様にお届けいたします。

「注目のハイライト」記事一覧へ戻る

プライバシーマーク制度