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植物科学:単子葉植物の、胚の根とシュートの界面での接木

Nature 602, 7896 doi: 10.1038/s41586-021-04247-y

移植は、動物でも植物でも可能である。動物での移植には外科手術が必要で、非自己に対する拒絶を伴うことが多いが、植物での移植(接木)は広く行われており、古代から作物の改良に用いられてきた。しかし、陸上植物で2番目に大きな分類群で、多くの主食作物を含む単子葉類では、維管束形成層がないため接木は不可能だと考えられている。今回我々は、単子葉類の3つの分類群[ツユクサ類(commelinid)、ユリ類(lilioid)、オモダカ類(alismatid)]の全てで、胚の胚軸が、種内および種間の接木を可能にすることを明らかにする。我々は、組織学、外因性の蛍光色素の適用、内因性ホルモンの移動の相補性アッセイ、植物の成熟までの成長を通して、接木の機能的接着を示す。発現プロファイリングによって、単子葉類と双子葉類において接木に関わる分子応答を統合する遺伝子に加え、組織の接着とこれまで関連付けられてこなかった遺伝子ファミリーも明らかになった。土壌病原体であるコムギ立枯病菌Gaeumannomyses graminisに感受性のコムギの接穂をエンバクの台木に癒合させると、この病原体への耐性がもたらされた。総合するとこれらのデータは、単子葉類では接木の接着が起こらないというこれまでの共通認識を覆すとともに、胚軸(イネ科植物では中胚軸)がこの過程を可能にする分裂組織であることを示している。我々は、接木親和性は種子植物が共通して持つ能力であると結論する。

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