筑波大学 生命環境系の岩井宏暁准教授および古川純准教授は、国立大学法人岡山大学 資源植物科学研究所の山地直樹准教授と共同で、イネの根から分泌されるペクチンがアルミニウムをトラップすることにより、その毒性を緩和する仕組みを明らかにしました。
アルミニウムは、土壌が酸性になると植物に吸収され、その成長を阻害します。アルミニウムによる成長阻害は、乾燥に次いで大きな、世界の作物収量低下の要因とされています。アルミニウム耐性が強い植物では、根から有機酸を分泌し、土壌中のアルミニウムが有機酸と化合物を形成することで根に吸収されにくくしていることがよく知られています。しかし、世界の主要穀物であるイネは、有機酸の分泌とアルミニウム耐性の相関が確認されないにもかかわらず、高いアルミニウム耐性を持っており、その仕組みは謎でした。本研究グループは、イネの根から分泌されるペクチンに着目し調査したところ、アルミニウム濃度が高いほどペクチンが多く分泌され、それがアルミニウムの根への吸着を防いでいることを突き止めました。
図 ペクチンによるアルミニウムのトラップ機構
根の周りの赤い部分がペクチン。アルミニウムに強い通常のイネでは、アルミニウム存在下で、ペクチンが多く分泌されアルミニウムをブロックするが、アルミニウムに弱い変異体では、そういった分泌が起こらず根にアルミニウムが吸着してしまっていた。