イスラエルの科学者、塩害に苦しむ植物の種子の発芽を助けるカルシウム制御システムを発見

ペサフ・ベンソン著 • 2026年9月8日

エルサレム、2026年9月8日（TPS-IL）– イスラエルの科学者たちは、植物の種子が土壌から発芽する前に潜在的に有害な塩分を制御するのに役立つ、これまで未解決だったカルシウム制御システムを特定しました。これにより、植物が塩分のある条件下で発芽するために必要なミネラルバランスを維持する方法についての新たな洞察が得られました。

この発見は、最終的に塩分のある土壌での発芽能力が高い作物の開発に役立つ可能性があります。若い植物がナトリウムとカリウムのバランスを維持するのに役立つシステムを特定することで、この研究は科学者が塩分耐性の高い作物を品種改良または遺伝子組み換えするのに役立つかもしれません。

土壌の塩分濃度は、世界的な主要な農業問題です。国連食糧農業機関によると、世界中で約14億ヘクタールの土地がすでに塩害の影響を受けており、灌漑農地と雨水農地の両方の10％が含まれています。

ヘブライ大学のドロン・シュコルニク博士が率いたこの研究では、カルシウムシグナル伝達が、塩ストレス下での種子発芽中に、CAMTA6、PP2C49、HKT1;1の3つのタンパク質を調整するのに役立つことがわかりました。

そのバランスは非常に重要です。植物の細胞が正常に機能するにはカリウムが必要ですが、過剰なナトリウムはその機能に干渉する可能性があります。塩分はまた、種子が水を吸収するのをより困難にします。

一部の土壌は自然に塩分を含んでいますが、農業によって問題が悪化する可能性があります。畑が繰り返し灌漑されると、水が蒸発し、溶存塩分が残ります。干ばつ、排水不良、沿岸の地下水への海水の侵入も、農地に塩分が蓄積する原因となる可能性があります。

「種子発芽は植物の生活の中で非常に脆弱な段階であり、塩分は、若い植物が土壌から発芽する前に必要なミネラルバランスを乱す可能性があります」とシュコルニク博士は述べています。「私たちが解明し始めているのは、その応答の背後にある制御システムです。」

研究者たちは、植物研究で広く使用されているマスタード科の小さな植物であるシロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）を研究しました。彼らは、この3つのタンパク質が、植物のナトリウムとカリウムのバランスを制御するカルシウム応答性調節ネットワークの一部を形成していることを発見しました。

このシステムは、胚の異なる部分でも異なる方法で組織化されています。塩ストレスは、子葉として知られる胚葉の端でCAMTA6を活性化しますが、カルシウムは胚の根である胚軸でHKT1;1を刺激します。CAMTA6はまた、PP2C49を調節し、それがHKT1;1に影響を与えます。

発芽の促進

研究者たちは、ルバーブ（Sanguinaria canadensis）という植物から抽出された天然化合物で、PP2Cタンパク質を阻害するサンギナリンを使用して、この経路をテストしました。この化合物で種子を処理すると、塩ストレス下での発芽が増加しました。

中程度の塩ストレス下では、未処理の種子の76％が発芽したのに対し、サンギナリンで処理された種子の92％が発芽しました。より深刻な条件下では、発芽率は3％から37％に上昇しました。

処理された種子はまた、より健康的なナトリウム-カリウムバランスを維持し、サンギナリンが特定された経路に影響を与えているという研究者たちの結論を裏付けました。

この発見は、最終的に科学者が品種改良または遺伝子組み換えを通じて、塩分のある土壌でよりよく発芽する作物を開発するのに役立つ可能性があります。この発見は、同様の経路に影響を与える可能性のある化学的アプローチも示唆していますが、そのような戦略が農業で使用できるようになるまでには、さらに多くの研究が必要です。

サンギナリン自体は、塩害を受けた農地のためのすぐに使える解決策ではありません。その利点は発芽段階に限定されており、若木が発芽した後に若い植物を保護することはありませんでした。

研究者たちはまた、追加のカルシウム応答性遺伝子が塩応答に関与している証拠を発見し、新しく特徴付けられたシステムがより大きなネットワークの一部であることを示唆しています。

この研究は、査読付きジャーナル「The Plant Journal」に掲載されました。