東大が開発、地球温暖化に適応したイネの生産性

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「ルビスコ」とRCAの二重形質転換体イネの植物成長量(東大の発表資料から)

東京大学大学院の矢守航准教授らの研究グループは、地球温暖化に適応した生産性の高いイネを開発した。高温環境での光合成能力を高め、野生型イネと比べ生産性を約26%向上させることに成功。温暖化によって作物の光合成が抑制されるメカニズムの解明につながり、対策を講じることで食料やバイオマス資源の増産に貢献することが期待される。

植物の生産性を左右する光合成は高温の影響を受けやすく、地球の年平均気温が1度C上昇するごとに世界のイネ収量は17%減ると言われている。しかし高温に対する光合成応答機構は複雑なことから、高温耐性作物の開発は遅れている。

研究グループはこれまで高温での光合成能力低下の主な要因が光合成の二酸化炭素(CO2)固定酵素「ルビスコ」の不活性化であることを発見。だが、ルビスコを活性化する酵素を増強するとルビスコ量が減り、光合成能力が低下した。

今回、トウモロコシ由来で高温耐性を持つ活性化酵素を使用。それぞれの発現に干渉しないよう遺伝子を同時に導入することで、ルビスコ量を減らさず活性化酵素を約2倍に増強したイネを作出することに成功した。

気温が25度Cと40度Cで栽培して成長を解析した。その結果、25度Cでは野生型イネと同程度だったが、40度Cの高温環境では野生型に比べ光合成速度を約20%、最終的な植物体重量を約26%向上させることができた。

日本学術振興会、神戸大学、東北大学、岩手大学との共同研究。成果は米科学誌「プラント・セル・アンド・エンバイロメント」に28日掲載された。

日刊工業新聞2021年4月29日

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