形態機能学系・佐藤研究室（佐藤長緒准教授）の大学院生であったLinnan Jieさん（現：中国科学院植物生理生態研究所）、本学科の卒業生であり博士研究員の眞木美帆さんらが中心に行った研究から、細胞活動に欠かせない栄養である糖の不足により植物免疫活性が低下することが示され、真核生物に保存された細胞内エネルギーセンサーSnRK1が病原体抵抗性のブレーキ役となることを発見しました。本成果は国際学術誌PNASに発表され、北海道大学のプレスリリース記事として掲載されています。
世界中で生産される農作物は病害による大きな損失を受けており、人口増加に対応した食糧の確保・増産を目指す上で大きな課題になっています。また、近年の研究から、高温や高湿度といった環境ストレス下では、植物の免疫活性が低下し、病原体感染に弱くなるということが分かってきており大きな注目を集めていますが、その原因となるメカニズムは未解明な点が多い状況です。
本研究では、モデル植物シロイヌナズナを材料に、細胞活動に欠かせない栄養である糖の不足により、植物の病害抵抗性に関わる遺伝子発現が大規模に低下することが分かりました。さらに、真核生物に保存された細胞内エネルギーセンサーであるSnRK1（ヒトAMPK/酵母SNF1）が、糖やエネルギー不足環境下での植物免疫ブレーキ役となっており、病害抵抗性遺伝子の発現を抑制することを発見しました。加えて、SnRK1機能を人工的に低下させた植物では、高湿度下でも高い免疫活性を示し、病害細菌への抵抗性が強化されることが示されました。細胞内エネルギーセンサーSnRK1という分子を介して、高湿度という環境ストレスと植物の免疫系がつながっているという予想外の発見が得られました。
本研究成果は、近年多発する異常気象下において植物の病害抵抗性が低下することを防ぎ、安定した収量を得られる作物品種や農業資材の開発に役立つことが期待されます。
本研究成果は、本学プレスリリースにも掲載されていますので、より詳しい内容はそちらの記事もご覧下さい。
本研究は、北海道大学、奈良先端科学技術大学院大学、名古屋大学、徳島大学、中国科学院植物生理生態研究所との国際共同研究として実施されました。
眞木美帆さんは、北海道大学が実施する「創成はばたく次世代研究助成事業」に採択され、研究支援を受けています。
論文：
Cellular energy sensor SnRK1 suppresses salicylic acid-dependent and -independent defenses and bacterial resistance in Arabidopsis
Jie L†, Sanagi M†, Yasuda S†, Yamada K, Ejima S, Sugisaki A, Takagi J, Nomoto M, Xin XF, Tada Y, Saijo Y, *Sato T (†Equally contributed authors, *Corresponding author)
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. Vol 122: e2527765122（オンライン先行掲載2025年11月26日）
Link: www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2527765122
北大プレスリリース：https://www.hokudai.ac.jp/news/2025/11/post-2133.html
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