理化学研究所（理研）環境資源科学研究センター代謝システム研究チームの多部田弘光基礎科学特別研究員、平井優美チームリーダー（名古屋大学大学院生命農学研究科客員教授）の研究チームは、植物に含まれる非タンパク性アミノ酸の一種である2-アミノピメリン酸が発根作用を持つことを発見しました。この機能性アミノ酸を与えることで、幅広い双子葉植物における発根の促進やバイオマス収量の増加が期待できます。
植物の成長や環境応答の制御は、収量増加を目指した汎用性が高い農業戦略であり、以前から盛んに研究が進められてきました。近年では、植物への添加によって乾燥耐性を強化したり、収量を増加させたりすることができるバイオスティミュラント^[1]を活用する農業技術が注目を集めています。
本研究では、添加実験をベースにした表現型解析の結果から、2-アミノピメリン酸が双子葉植物の根系^[2]の形態変化に関与する機能性アミノ酸であることを発見しました。2-アミノピメリン酸は半世紀前にシダ植物から抽出された植物由来の代謝成分ですが、その生理機能は未解明でした。2-アミノピメリン酸を添加すると、植物の根系は「主根-側根系」から「疑似ひげ根」化します。ひげ根は、水分がふんだんにある環境において、効率よく栄養を取り込むことで、有利に成長できる根系です。そのため、2-アミノピメリン酸の活用は、水耕栽培や養液栽培における植物のポテンシャル向上につながると期待できます。
本研究は、科学雑誌『FEBS Letters 』オンライン版（2024年5月24日付：日本時間5月24日）に掲載されます。

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【用語説明】

[1] バイオスティミュラント
生理的な活性を持ち、植物の生育を助ける機能を持つ化合物全般。成長促進だけでなく、ストレス耐性を付与したり、栄養吸収効率を促進したりするのを目的として使用されることがある。持続可能な農業の手法として注目される。

[2] 根系
植物が地中に張り巡らせる根の形のこと。主に、主根-側根系とひげ根の2種類がある。主根-側根系は、多くの双子葉植物の根で観察される根系である。長い1本の主根と、主根より分岐する複数の側根から成る。地下深くまで根を張ることができるので、土壌中の奥底にある水分も活用することができる。そのため、地表の乾燥に耐性があるとされる。一方、ひげ根は、多くの単子葉植物の根で観察される根系である。地表付近に大量の短い根を張る。そのため、極端な乾燥には弱いとされる。一方で、表面積が多いため、水分や栄養が多い土地では有利に成長できる。

【論文情報】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

＜タイトル＞
L-2-Aminopimelic acid acts as an auxin mimic to induce lateral root formation across diverse plant species
＜著者名＞
Hiromitsu Tabeta, Masami Yokota Hirai
＜雑誌＞
FEBS Letters
＜DOI＞
10.1002/1873-3468.14908

【研究代表者】

大学院生命農学研究科　平井 優美　客員教授
https://metabolicsystem.riken.jp/index.html