筑波大と農研機構は、マメ科のモデル植物ミヤコグサを用い、硝酸イオン輸送体の一つであるLjNRT2.1タンパク質が、硝酸イオンの量に応じた根粒共生の抑制制御を仲介する機能を持つことを明らかにした。
高濃度の硝酸イオンを植物が感知すると、LjNLP1転写因子の働きでLjNRT2.1遺伝子の発現が上昇する。さらに、LjNRT2.1タンパク質を介した細胞内への硝酸イオンの流入でLjNLP4転写因子が核へ移動し、根粒形成に関わるさまざまな遺伝子の発現が調節される可能性が示唆された。また、根粒共生時に働くLjNIN転写因子によってLjNRT2.1遺伝子の発現が減少し、これが硝酸イオンの取り込み量の調節に関連することも明らかになった。これらの発見は、窒素栄養の獲得源を土壌から根粒にシフトする、根粒共生を行うマメ科植物ならではの生存戦略を示唆している。
今後、植物の環境適応の仕組みの全容解明や、微生物共生を活用した持続可能な農業実現への貢献が期待される。

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