名大、植物の気孔を広げて二酸化炭素の取り込み量を増やすことに成功

同研究は、光による気孔開口反応に関わる主要因子(青色光受容体フォトトロピン、細胞膜プロトンポンプや内向き整流性カリウムチャネル)を、気孔を構成する孔辺細胞のみで発現を誘導するGC1プロモーターを使い、孔辺細胞だけに発現量を上昇させ気孔開口を促進できるかどうかを調査したもの。その結果、気孔開口の駆動力を形成する細胞膜プロトンポンプの孔辺細胞での発現量を増加させることで、光による気孔開口が通常よりも25%大きくなることがわかったという。

また、プロトンポンプ過剰発現株のCO2吸収量(光合成活性)は約15%増加し、これにより植物の生産量が1.4～1.6倍増加することが明らかになったという。さらに、過剰発現株では、野生株と同様の乾燥応答や乾燥耐性が見られたという。このことは、過剰発現株が野生株と同様の水分環境で生育可能であることを示すが、一方でその因子は植物の生産量増加に直接結び付かないことが判明したという。

同研究により、気孔を構成する孔辺細胞における細胞膜プロトンポンプの発現量を増加させることで、気孔の開口を大きくし、植物のCO2吸収量と生産量を増加させることが可能となった。また、乾燥に対する応答性は野生株と変わらないことから、今後この技術を利用することで、農作物やバイオ燃料用植物の生産量増加が期待できるという。