栄養不足が植物の病害抵抗性を弱める原因を解明～異常気象下での作物収量増産への貢献に期待～
【ポイント】
- 細胞内の糖分やエネルギー不足により植物の免疫活性が低下することを発見。
- 細胞内エネルギーセンサーSnRK1が植物の病害抵抗性遺伝子発現のブレーキとなることを発見。
- SnRK1の機能を弱めることで高湿度ストレス下でも病気に強い植物となることを実証。
【概要】
北海道大学大学院理学研究院の佐藤長緒准教授、眞木美帆博士研究員、奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科バイオサイエンス領域の西條雄介教授、安田盛貴助教、名古屋大学遺伝子実験施設の多田安臣教授、野元美佳講師、徳島大学大学院社会産業理工学研究部の山田晃嗣准教授らの研究グループは、植物が細胞内の栄養やエネルギー不足により、病害細菌への抵抗性が低下する仕組みを明らかにしました。
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、病原菌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よく分かっていません。
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やエネルギーの不足により植物免疫活性が低下することを見出しました。さらに、我々ヒトも含めた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（哺乳類AMPK/酵母SNF1相同遺伝子）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、興味深い結果として、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。
本研究で得られた知見は、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、2025年11月26日（水）公開のProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America誌に掲載されました。
論文名：Cellular energy sensor SnRK1 suppresses salicylic acid-dependent and -independent defenses and bacterial resistance in Arabidopsis（細胞内エネルギーセンサーSnRK1はサリチル酸依存及び非依存的な防御応答と細菌感染への抵抗性を抑制する）
URL：https://doi.org/10.1073/pnas.2527765122
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