気候変動により干ばつがより頻繁に発生することが予想されるため、研究者は、植物が長期にわたる水ストレスに適応するのを助けることができる発見にますます取り組んでいます.
ボイス トンプソン研究所とコーネル大学の研究者は、果物 (トマト、Solanum lycopersicum) の水分ストレスに応じた遺伝子発現変化の包括的な図を提供する最初の研究を完了しました。干ばつ状態。
のXNUMX月号に掲載されました 植物生理学この作業は、BTI の助教授であり、コーネル大学統合植物科学部 (SIPS) の上級研究員である Carmen Catalá の研究チームによって主導されました。 共同研究者には、SIPS の教授である Jocelyn Rose と、SIPS の非常勤教授でもある BTI 教授の Jim Giovannoni、Zhangjun Fei、および Lukas Mueller が含まれます。
「トマト果実の水分ストレス応答に関与する多くの遺伝子を特定しました」と Catalá 氏は述べています。 「これで、育種家がトマトだけでなく、ブドウ、リンゴ、肉付きの良い果物など、干ばつ条件に適応できる果物を開発するのに役立つ候補遺伝子の選択を開始できるようになりました。 これは、これらのデータの長期的な応用の可能性です。」
研究者らは、トマトの葉と XNUMX つの果実器官 (果皮、胎盤、中隔、コルメラ、ゼリー、種子) の遺伝子発現を、XNUMX つの異なる時点 (成長および熟した果実) および XNUMX つの異なる水ストレス条件 (なし、軽度、中間、および強い)。
研究者たちは、それぞれの果実の器官組織が時間の経過とともに独自の方法で変化することを発見しました。
「水ストレスの影響を受けた発現遺伝子の 1% 未満が 50 つの果実組織すべてに共有されており、影響を受けた遺伝子の XNUMX% 以上が単一の組織に特異的でした」と Catala 氏は述べています。
生理学的障害や果実の損失を引き起こす干ばつによるマイナスの影響とは対照的に、干ばつには、少なくとも軽度の干ばつに関連するプラスの効果がいくつかあります。
たとえば、研究者は水ストレスが熟した果実のリコピンの量を増加させることを発見しました. リコピンは、健康上の利点が実証されている抗酸化物質です。 水分ストレスの多い果物は、デンプン生合成のレベルも高く、より甘いトマトを生み出すことができました.
研究者たちはまた、トマトを将来の干ばつに対してより抵抗力を持つように「訓練」できることも発見しました。
「処理された植物から種子をまいたとき、ストレスを受けたトマトの苗は、対照のトマトの苗と比較して、水ストレスからの回復が改善されていることがわかりました」と、カタラの研究室のポスドク科学者であり、論文の筆頭著者である Philippe Nicolas は述べています。
Nicolas は、成熟した種子の水ストレスによって発現が誘導されるいくつかの遺伝子を特定したと述べた。これらの遺伝子は、次世代の植物に水ストレス耐性を付与する上で重要な役割を果たす可能性がある.
研究者は果物を見ていたため、この研究はいくつかの点で困難でした。 干ばつストレスに対する植物の反応に関するほとんどの研究では、苗木の根と葉が比較的研究しやすいため、それらを調べます。
「実生にストレスをかけるのは比較的簡単ですが、植物にストレスを与えすぎると、花が咲かず、実をつけなくなります」と Catalá 氏は言います。 「さらに、果物を研究したい場合は成体の植物を育てなければならず、これにはより多くの時間、部屋、および全体的なリソースが必要です。」