暑い気候は植物の免疫システムを弱める、研究結果

病原体に対する植物の防御力が上昇する気温の下で弱まる理由について、世界中の科学者の間で不確実性が存在します。 しかし、治療法は遺伝学にあるかもしれません。

コスタス・ヴァシロプロス
12年2022月12日46:-UTC

科学者たちは長い間、気温が上昇すると植物が病気にかかりやすくなる理由を理解しようとしてきました。

関連する研究が進行中ですが、世界中の大学の研究者グループは、暑い気候で病原体から防御する植物の能力を回復する方法を探しました.

気候変動が加速するにつれて、私たちは研究室で物事を学び、それらをより早く現場に移すというプレッシャーにさらされることになります. 遺伝子組み換え植物がもっと受け入れられなければ、どうやってこれを行うのかわかりません.- Marc Nishimura、植物免疫研究者、コロラド州立大学

植物は、基礎免疫のレベルが低下するため、暖かい温度でより多くの感染症にかかります」と、研究チームを率いたデューク大学の植物生物学者であるSheng-Yang Heは述べています。 ​,war植物はどのように熱を感じるのでしょうか? そして、実際にそれを修正して植物を熱に強いものにすることはできるのでしょうか?」

世界 研究Nature に掲載された、シロイヌナズナに焦点を当てた. ​,war'植物生物学者による植物の実験用ラット。 シロイヌナズナは道端、開けた小道、空き地などで生育し、ライフサイクルが短く、ゲノムが短く改変しやすいため、世界中で実験に使用されています。

関連項目:持続可能な農業の鍵となる環境ストレス要因に対する植物の反応の研究

科学者たちは、シロイヌナズナの主な防御ホルモンはサリチル酸であり、主要な作物を含む多くの植物が病気に抵抗するために使用していると述べた. ただし、温度が数度上昇すると、サリチル酸の生成が中断される可能性があります。

極端な気象条件 と関連した 気候変動 感染症への対応を含め、植物や動物の生活の多くの側面に影響を与えます」と研究者は書いています。 ​,war中心的な植物防御ホルモンであるサリチル酸の産生は、未知のメカニズムを介して、通常の植物生育温度範囲を超える短期間の高温による抑制に対して特に脆弱です。」

何年にもわたる実験の結果、研究者は CBP60g 遺伝子を分離しました。この遺伝子は、温度が上昇すると植物のサリチル酸ホルモンの産生を抑制し、防御機構を中和します。 解決策は遺伝子を遺伝的に迂回して、より高温で植物の防御を回復させました.

これは多年にわたる複数の機関による取り組みでした」と、カナダのウィルフリッド・ローリエ大学の生物学者であり、この研究の共著者であるクリスチャン・ダンブ・カストロベルデは語った。 Olive Oil Times.

2013 年に、短期間の高温がシロイヌナズナ植物のホルモン防御に、Pseudomonas syringae と呼ばれる細菌による感染に対する劇的な影響を与えることを発見しました」と彼は付け加えました。 ​,warさらに数年後、最終的に、シロイヌナズナの免疫が高温条件によってどのように抑制されるかの分子基盤を特定することに成功しました。」

研究者は、実験室で遺伝子をバイパスしました。 ​,war'プロモーター。' 短い DNA 配列は、遺伝子を強制的に転写 (DNA 配列を RNA 分子にコピー) させ、サリチル酸ホルモンを生成するシロイヌナズナの能力を回復させます。

サリチル酸受容体と生合成遺伝子を含め、最適化された CBP60g 発現は、サリチル酸産生、基礎免疫、エフェクター誘発免疫を成長温度の上昇で大きく回復させるのに十分であり、大きな成長のトレードオフはありませんでした」と研究者は書いています。

関連項目:研究者は、より高い温度に最もよく適応するオリーブの品種を特定するために取り組んでいます

チームは、菜種などの食用作物で遺伝子組み換えのテストを開始しました。 彼らはまた、小麦やじゃがいもなど、より多くの作物を試す予定です。 ただし、Castroverde 氏は、修正を大規模に適用する前に、かなりの量のフィールド調査が必要であると述べています。

多くの植物はCBP60gのような遺伝子を持っており、それらの多くはサリチル酸を作る能力を持っています. ​,war植物はすでに兵器庫に武器を持っているようです。 私たちの今の課題は、まさにこの力を活用することです。 農業への応用に関しては、実地試験で成功するまで待つ必要があると思います。」

それにもかかわらず、植物の免疫システムを回復するために研究チームが提案した特定の解決策は、消費者が食品のより多くの遺伝子操作を受け入れる準備ができていることを前提としています.

As 気候変動が加速する研究に関与していないコロラド州立大学の植物免疫の専門家であるマーク・ニシムラは、次のように述べています。 ​,war遺伝子組み換え植物がもっと受け入れられなければ、どうやってこれを行うのかわかりません。」

別の 研究 香港中文大学の研究者が20月に発表した論文は、オゾン汚染と気候変動の影響により、2050年までに世界の作物収量が-%減少する可能性があると警告した

シロイヌナズナの暑さに対する防御力の回復に成功したにもかかわらず、研究者たちは、気候の温暖化が植物の免疫系の有効性にどのように影響するかを理解する上でギャップがあるという事実を強調しました。 ​,war将来の農業生産性、生態系の保護、そして新たな植物病のパンデミックの出現に対する重要な懸念事項です。」

しかし、彼らは、彼らの結果は、作物が将来的により耐性になることを示していると付け加えた.

私たちは、植物全体の免疫システムを暖かい温度でより堅牢にすることができました. ​,warこれが作物にも当てはまるなら、それは非常に大きな問題です。



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