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オートファジーが種子の発芽能力を維持することを解明 明大農学部2024年4月2日

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明治大学農学部生命科学科の吉本光希教授らの研究グループは、保存中の乾燥種子において細胞内自己成分分解システム「オートファジー」が機能することで、長期間の保存後でも発芽能力が維持されることを明らかにした。

種子は、いわば「鎧」の役割を持つ種皮で覆われ、胚を物理的に保護したり、抗酸化物質を蓄えたりすることで、保存期間中に受けるストレスを回避している。種皮は死細胞で構成されるが、長期間の保存の後に発芽するには、保存期間中に継続して受け続けるストレスに適宜応答するシステムも存在する可能性が考えられる。

植物細胞におけるオートファジーの過程植物細胞におけるオートファジーの過程

同報告では、種皮の内側に存在し、乾燥種子の胚を取り囲む生細胞である胚乳細胞において、オートファジーが働き、酸化ストレスおよび細胞死を抑制することで、長期間の保存の後でも発芽能力が維持されることを明らかにした。

この報告は、一見静的にみられる乾燥種子においても、細胞内の膜ダイナミクスを介する分解系であるオートファジーが駆動していることを明らかにした点と、長期保存した老化種子において損傷胚乳が物理的障壁となって発芽が抑制されることを解明した点に意義がある。また、この知見は、発芽能力を保ったまま種子を長期間保存するための新規技術の開発に繋がると期待される。

同成果は、米国科学アカデミーが発行する総合科学雑誌『Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America(PNAS)』に掲載された。また、同研究の一部は、日本学術振興会科学研究費新学術領域研究(研究領域提案型)(19H05713)および特別研究員奨励費(21J11995)の支援を受けて行われた。

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