岡山大学が解明したオオムギの新しい遺伝機構の全貌とは

岡山大学が解明したオオムギの新しい遺伝機構

最近、岡山大学の研究チームがオオムギの穂先にある突起、いわゆる「芒（ぼう）」に関する新たな遺伝機構を明らかにしました。この研究は、植物の品質や収量に大きな影響を持つ機能を持つ芒についての理解を深めるもので、将来的な農業技術の向上への貢献が期待されています。

芒の重要性と形態の違い

まず、芒とはイネ科の植物に見られる針状の突起で、特にオオムギにおいては光合成を助ける重要な役割を果たしています。芒はその長さや硬さによって植物の生育に影響を与えるため、収量や品質に直接的に関わっています。ここで注目すべきは、短く曲がった形態を持つオオムギの突然変異体「short and crooked awn (sca)」が、正常な芒を持つものと比べて、形態形成に関連する遺伝子の発現が大きく変化することです。

研究チームは、sca突然変異体の細胞におけるセルロース量や細胞数、さらに細胞長が減少していることを確認しました。このような特徴は、変異体がホルモン制御や他の環境要因に対して反応する際の影響を示すものと言えるでしょう。特に、「EMBRYONIC FLOWER 1（EMF1）」と呼ばれる遺伝子が関与していることが判明し、この遺伝子が遺伝子発現の制御において重要な役割を果たしていることが明らかになりました。

新たな発見の意義

この研究がなぜ注目されるかと言えば、オオムギが持つ独自の遺伝制御機構を示す新たな発見であるからです。これまでの研究では、イネにおいて変異が起こった場合とは異なり、オオムギは独自の形態的特徴を保持してきました。今回の発見により、EMF1を介したヒストン修飾が芒の形成に関わっていることが示されたことで、今後は芒の長さや硬さを調節する可能性が見込まれています。

研究の背景と今後の展望

岡山大学・農業生物研究所では40年前に化学薬品を用いてsca突然変異体を誘発しましたが、そのメカニズムは長らく謎のままでした。今回の共同研究に参加した研究者たちは、10年以上にわたる努力を重ね、膨大な遺伝子解析を通じてようやくその解明に至りました。

今後、この研究成果が如何に応用されていくかはもちろん、芒以外の植物における形態形成や遺伝機構についての研究への波及効果も期待されます。具体的には、エピジェネティクスの観点から新たな育種技術の開発が進む可能性があります。

研究の詳細は、2024年12月20日付けで「Plant and Cell Physiology」に掲載される予定です。このように苦労して得られた成果が、今後の農業研究や技術にどのように活かされていくのか、多くの期待が寄せられています。