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先日オス・メスを区別する遺伝子について述べたが、本日は植物の成長ホルモンを調節する遺伝子の話だ。

植物の成長ホルモンの一つにジベレリンというものがある。このホルモンがはたらかない植物は背が小さくなる。 

今回理化学研究所と米ミシガン大の国際研究チームが、ジベレリンを抑える新しいタイプの酵素をつくる遺伝子を発見した。

今日は植物ホルモンと、今回のジベレリン抑制酵素のはたらきについて調べる。（参考HP　Wikipedia・理化学研究所）

 左側がジベレリン抑制株

関連するニュース 
１０分の１サイズの観賞用植物、理研が成長抑制に成功

植物成長ホルモンの働きを抑えることで、通常の１０分の１程度の大きさしかない「ミニ植物」を作り出すことに、理化学研究所と米ミシガン大の国際研究チームが成功し１８日発表した。

近く米専門誌で報告する。新たな観賞用植物や、風害に強い作物など品種改良への応用が期待される。

研究チームは、通常の交配で作り出された背の低い稲や麦などの品種では、成長ホルモンの「ジベレリン」を合成する遺伝子が壊れていることに着目。ジベレリンを抑える仕組みがないか探った結果、多くの植物が持つ「ＧＡＭＴ１」と「ＧＡＭＴ２」という２種類の遺伝子が、ジベレリンを中和する酵素を作ることを突き止めた。

２種類の遺伝子がいつでも働くように改造したペチュニアやシロイヌナズナを実際に作ってみると、大きさが通常の１０分の１程度の「ミニ植物」となった。一方、ジベレリンを与えると、通常レベルに成長。大きさを自由に調節できることもわかった。

理研植物科学研究センターの山口信次郎チームリーダーは「大きな植物をミニチュア化した室内観賞用や収穫しやすい背の低い作物など、様々に役立つ手法になる」と話している。（2007年1月18日  読売新聞）
 

植物の成長ホルモンとは？

植物ホルモンは植物自身が生産し、微量で働く信号物質。植物ホルモンの植物組織１グラム中の含量は一般に１ナノグラム（10億分の１グラム）以下で、量は生長や環境に応じて巧妙に調節されている。

植物ホルモンは有機化合物で、植物の成長や老化、新しい器官の発生などを調節する。現在、オーキシン、ジベレリン、サイトカイニン、エチレン、アブシジン酸、ジャスモン酸、ブラシノステロイド(ブラシノライド)などが植物ホルモンとして知られている。

オーキシンとは？

植物成長ホルモンのひとつ。茎の成長、発根、果実の成長などをうながす作用がある。化学的に合成することができ、落果防止や単為結実(たんいけつじつ：被子植物が受精をせずに種なし果実を形成すること)などに利用される。

ジベレリンとは？

植物ホルモンの1種の総称である。生長軸の方向への細胞伸長を促進させたり、種子の発芽促進や休眠打破の促進、老化の抑制に関わっている。また、オーキシンの作用を高めることも分かっている。

種なしブドウのしくみ

種なしブドウは、ジベレリン処理によって作る。ジベレリンは、植物自身が本来持っている成長ホルモンの１種。ジベレリンはには細胞の分裂を早めるはたらきがある。

一般的に植物は、めしべの柱頭に花粉が付着して受精が起こると、花のある器官（子房など）が肥大し、種子の入った果実を作る。

ところが、ブドウの開花前に、コップにジベレリンを入れ、花穂を浸すなどの処理をすると、開花後すぐに成長し結実。種なしの果実ができる。

そのままだと果実が著しく小さくなるため、満開後にもう一度ジベレリンで処理し、もとの大きさと同じくらいに肥大させる。こうすると、収穫期が3週間ぐらい早くなり、粒数が増え収量も多くなる。

日本で、この生産技術により栽培されているブドウは、「デラウエア」がほぼ100％、その他「ピオーネ」、「巨峰」、「マスカット」にも利用。 

今回発見されたジベレリンを抑制する新酵素とは？

「メチル転移酵素」といって通常「酸性」の時はたらくジベレリンをメチル化することによって中和し、はたらきを抑える酵素。

今回の発見の意義

  • 生長ホルモン「ジベレリン」の働きを特異的にブロックする「新酵素」を発見
  • ジベレリンの「酸性」の性質をメチル化で「中性」に変える

    今回新たに発見したジベレリンのメチル化は、これまでに知られているジベレリンの「酸化（酸素添加）」による不活性化とは異なり、可逆的であるかもしれない。ジベレリンのメチル化が、活性型ホルモンに復活できる一時的な不活性化としての意味をもつのかどうかについては今後の重要な課題である。
     

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