接ぎ木2年半後のナツメヤシ。挿入図は、植物の基部の拡大された領域を示しており、矢印は接木接合部を指しています。クレジット:ジュリアン・ヒバード
科学者たちは、種子の胚組織を使用して、バナナ、イネ、コムギを含む 2 種の草のような植物を組み合わせる新しい方法を発見しました。この技術により、耐病性やストレス耐性などの有益な特性を植物に加えることができます。
接ぎ木とは、ある植物の新芽と別の植物の根をつなぎ合わせて、1 つの植物として一緒に成長し続ける技術です。これまで、単子葉植物として知られるグループの草のような植物を接ぎ木することは不可能であると考えられていました。単子葉植物は茎に維管束形成層と呼ばれる特定の組織タイプを欠いているためです.
ケンブリッジ大学の研究者は、単子葉植物の種子から採取した根とシュートの組織 (初期の胚段階を表す) が効率的に融合することを発見しました。その結果は、2021 年 12 月 22 日にジャーナル Nature に掲載されます。 .
推定 60,000 の植物が単子葉植物です。多くは、米、小麦、大麦など、大規模に栽培されている作物です。
この発見は、30 年以上にわたってバナナ プランテーションを破壊してきたパナマ病、または「熱帯人種 4」を含む深刻な土壌媒介性病原体の制御に影響を与えます。この病気の蔓延が最近加速したことで、世界的なバナナ不足の懸念が高まっています。
「誰もが不可能だと言っていたことを達成しました。胚組織の移植は、さまざまな草のような種にわたって真の可能性を秘めています。私たちは、深い進化の時間によって分離された遠縁の種でさえ、移植片適合性があることを発見しました」と、レポートの上級著者であるケンブリッジ大学植物科学部のジュリアン・ヒバード教授は述べています.
この技術により、同じ種の単子葉植物と 2 つの異なる種の単子葉植物を効果的に接ぎ木することができます。遺伝的に異なる根とシュートの組織を接ぎ木すると、矮性のシュートから害虫や病気への抵抗性に至るまで、新しい形質を持つ植物になる可能性があります。
科学者たちは、この技術が、パイナップル、バナナ、タマネギ、テキーラ アガベ、ナツメヤシなど、さまざまな単子葉植物で効果的であることを発見しました。これは、植物の根に蛍光色素を注入するなど、さまざまなテストを通じて確認されました。そこから、植物を上って接ぎ木接合部を横切って移動することが見られました.
「接木に関する何十年にもわたる研究論文を読み返しましたが、誰もが単子葉植物ではできないと言いました。ケンブリッジ大学植物科学部のゲイツ ケンブリッジ奨学生であり、論文の筆頭著者であるグレッグ リーブス博士は、次のように述べています。
彼は次のように付け加えました。私たちの技術により、遺伝子組み換えや長い育種プログラムに頼ることなく、耐病性や耐塩性などの他の有益な特性を草のような植物に加えることができます。」
世界のバナナ産業は、キャベンディッシュ バナナと呼ばれる単一の品種に基づいています。これは、長距離輸送に耐えることができるクローンです。植物間に遺伝的多様性がないため、作物は病気に対する回復力がほとんどありません。また、キャベンディッシュ バナナは不妊であるため、耐病性を将来の世代の植物に繁殖させることはできません。世界中の研究グループは、パナマ病がさらに蔓延する前に阻止する方法を見つけようとしています.
接ぎ木は、双子葉植物と呼ばれる別の植物グループで古代から広く使用されてきました。リンゴやサクランボを含む双子葉植物の果樹園作物、およびトマトやキュウリを含む価値の高い一年生作物は、このプロセスが耐病性や早期開花などの有益な特性を付与するため、接木植物で日常的に生産されています。
研究者は、ケンブリッジ エンタープライズを通じてグラフト技術の特許を申請しました。また、英国の 5 つの主要大学と 3 つの有名な農業研究機関の間の知識交換パートナーシップである Ceres Agri-Tech からも資金提供を受けています。
「パナマ病は世界中のバナナを脅かす大きな問題です。ケンブリッジ大学がこのような重要な食用作物を救う役割を担う機会を得たことは素晴らしいことです」と、Ceres Agri-Tech ディレクターの Louise Sutherland 博士は述べています。
参考文献:「単子葉植物は、胚の根とシュートの境界面で接ぎ木されます」 (Gregory Reeves、Anoop Tripathi、Pallavi Singh、Maximillian R. W. Jones、Amrit K. Nanda、Constance Musseau、Melanie Craze、Sarah Bowden、Joseph F. Walker、Alison R. Bentley、Charles W. Melnyk、Julian M. Hibberd、2021 年 12 月 22 日、Nature .
DOI:10.1038/s41586-021-04247-y
ケンブリッジ大学が率いる Ceres Agri-Tech は、Cambridge Enterprise によって作成および管理されています。この技術をスケールアップし、その効率を改善するために、トランスレーショナル ファンド、商品化の専門知識、およびプロジェクトへのサポートを提供しています。
