バイオサイエンス研究科 植物成長制御研究室の梅田正明教授、高橋直紀助教らは、植物の根の成長を調節する新たな仕組みを世界に先駆けて発見しました。細胞分裂により細胞数を増や す根の先端部分の組織で、植物ホルモンが引き金になって細胞内のＤＮＡ量の倍増が促進され、細胞を大きくするという機構を明らかにするとともに、その肥大 化開始のタイミングが根の成長スピードのカギになっていました。バイオマスの増産などにつながる成果と期待されます。

植物の根は先端部分 に活発に細胞分裂を行う組織（根端分裂組織）を持ち、新しい細胞の生産、供給を行っています。この組織が大きければ大きいほど細胞分裂は盛んで、根の成長 も速くなります。その後、細胞は分裂を停止し、次いでDNA量を倍々に増やすことにより細胞を大きくします（DNA倍加）。こうしたことから、細胞分裂か らDNA倍加への移行のタイミングが根端分裂組織の大きさを決め、根の成長スピードを決定づける重要なファクターとなります。

梅田教授ら はシロイヌナズナで細胞分裂からDNA倍加への移行を促がす遺伝子（CCS52A1）の解析を行なりました。その結果、この遺伝子に働きかける転写因子 （ARR2）が植物ホルモンの一つであるサイトカイニンの作用により活発に働くことで、この遺伝子が活性化することがわかりました。DNA倍加を促進する 新奇な経路を発見したことで、根端分裂組織の大きさを調節し根の成長スピードを制御するという植物の巧みな成長戦略が明らかになりました。

植 物にとって根は、水分や養分を吸収するとともに体全体を支える最も重要な器官です。本研究の成果は、ARR2やCCS52A1の発現量を操作することによ り、乾燥地など環境に応じて自在に根の伸長を制御する技術開発につながります。植物の成長を促進し、植物バイオマスの増産をもたらす技術開発への波及効果 も期待されます。この研究成果は、文部科学省 新学術領域研究"大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析"の計画研究の一環として助成を受けて行われ、平成25年9月12日付けで Current Biology（オンライン）に掲載される予定です。

植物の根の成長を調節する新たな仕組みを解明