科学者たちは、農業条件の悪化において作物の成長を促進する新しい方法を発見したかもしれません。それは、根に目を向けることです。
カリフォルニア大学リバーサイド校が実施した新しい研究では、タンパク質—一口の「花序と根尖受容体キナーゼ」が明らかになりました。 」またはIRK、 略して—植物の根は、根が成長するかどうかに影響を与える信号を他の細胞に送ります。
「根は一種の興味深い器官です、 しかし、私たちは根がどのように成長するかについて多くを理解していません、 」とジェイミー・ヴァン・ノーマンは言った。 カリフォルニア大学リバーサイド校の研究の筆頭著者であり、植物科学の助教授である 「それの多くは、彼らが見えないからです。」
植物には伝統的な意味での「頭脳」がありません。 しかし、彼らはどういうわけか彼らがいつどのように成長するかについて決定を下すことができます。ヴァンノーマンはそれが起こる方法に興味を持っています、 そしてIRKを見た、 2000年代初頭に日本のチームによって最初に発見されました。 興味深い機会として。
「私は特にこれらの種類のタンパク質を探していました。 」ヴァンノーマンは言った。 「私は、細胞が神経系を持たないため、植物内で細胞がどのように相互作用するかに興味があります。」
Van Normanと彼女の研究チームは、最初に緑色の蛍光マーカーをIRKに取り付けて、植物の細胞のどこにあるかを調べました。他の多くのタンパク質とは異なり、 セルの内側と外側の両方に収容されている、 根細胞の外側だけがIRKマーカーで照らされました。
「タンパク質は細胞の片側にしかありません。 」ヴァンノーマンは言った。 「それは、タンパク質が特にその方向から情報を受け取るように配置されていることを示唆しています。 [この場合]それは情報が外部から来ていることを示唆しています。」
彼らがIRKがどこにあるかを知ったら、 チームはいくつかの植物のゲノムを編集して、タンパク質を「オフ」にし、他の細胞に信号を送信しないようにしました。それで、 彼らは、2つのサンプルグループの若い根がペトリ皿で成長するのを見ました。 IRKのない根の細胞は、IRK活性のある細胞よりも速く増殖し、より大きな根を成長させました。
「私たちは、細胞分裂を抑制することが仕事だと考えています。 」ヴァンノーマンは言った。 「それが欠けているとき、 これらの細胞は不規則に分裂します。」
研究者たちはマスタードの親戚でIRKを研究しました。 しかし、彼らは、タンパク質をコードする遺伝子が他の作物にも存在すると言っています（ただし、Van Normanは、コケのような「祖先の植物」を見たことがないことを認めています）。
科学者たちは、IRKがラボの外でどのように機能するかを正確に言うことはまだできません。たとえば、 Van Normanは、何がIRKをオンまたはオフにするのかはまだわからないと述べましたが、この研究は、IRKが環境条件に反応して根を成長させるかどうかを決定することを示唆しています。
「植物は単に環境を離れることはできません。そこにあるものを処理する必要があります。 」ヴァンノーマンは説明した。 「成長と環境は密接に関連しているため、植物はネガティブな環境で成長を止めることができます。 メイン州の冬のように。」
次、 ヴァンノーマンは、より大きな根がストレスをよりよく生き残るかどうかを理解することを望んでいます。
「IRKを変異させると、 根が広くなり、 」ヴァンノーマンは言った。 「私たちは、それらの根が水と栄養分をよりよく吸収できるかどうか疑問に思います—より大きく、より良いです、 それとも、それらの余分な細胞がある場合、それはあなたが根の仕事をするのが苦手になるので、いくらかのバランスがありますか？」
IRKを正常に変調できる場合は、 ヴァンノーマン氏は、生産性の高い植物のために根が大きくなるかどうかを農家が管理できると述べた。 雑草を寄せ付けないようにするか、激しい嵐が過ぎるまで作物の成長を一時停止するには、それ以下にします。
"一般に、 根の研究と、それらがさまざまな環境条件での成長をどのように制御するかは、劇的な作物の改善につながります。 」ヴァンノーマンは言った。 「土壌環境は悪化しています。農地の品質は低下しています。塩辛くなってきました、 より多くの栄養素が奪われています。将来の農業で地上の生産性を向上させるには、根がどのように成長するかを理解する必要があります。」
