岡山大学資源植物科学研究所

Institute of Plant Science and Resources, Okayama University

第2部会
共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要

所長
坂本　亘
Sakamoto, Wataru

キーワード: 環境ストレス、遺伝資源、ゲノム育種、分子生物学、植物生理、植物栄養、植物病理、遺伝
住所: 〒710-0046
岡山県倉敷市中央2-20-1

当研究所は、1914年に創立された財団法人大原奨農会農業研究所を礎とし、1951年に岡山大学に移管され、2010年の改組により資源植物科学研究所に名称変更しました。創立以来100年以上経過しましたが、作物の改良や新機能の開発など、植物に軸足を置いた農学分野の基盤研究と応用研究を設立以来一貫して行なっています。現在は5つの研究ユニットを中心とした研究体制をとり、「植物遺伝資源・ストレス科学共同研究拠点」として広く植物科学に関する基盤研究と国内外研究者との拠点活動を展開しています。
21世紀は温暖化がますます進み、人口が90億を超えると予想される人類はこれまでに経験したことのない気象変動、それに伴う災害、環境汚染、またそれらにより引き起こされる食糧不足が懸念されています。当研究所では、「劣悪環境下での食糧生産を可能にするための研究開発と関連分野の人材育成」を理念とし、持続可能な社会の実現を目指したSDGs (Sustainable Developmental Goals)達成に貢献する研究活動を行なっています。

令和元年度の研究活動内容及び成果

土壌環境ストレスユニットの植物ストレス学グループでは、植物が生育に必要な土壌中のミネラル(無機栄養素)を獲得し、分配、蓄積する仕組みや、ミネラルの過不足や有害なミネラルに植物が対処する仕組みについて研究しています。
本年度は、イネが土壌環境の変化に合わせてミネラルの吸収メカニズムをダイナミックに変化させていることを明らかにしました(Wang et al., New Phytologist, 2020)。イネは通常は水を張った(湛水した)水田で栽培されますが、湛水しない畑状態でも生育できます。この土壌環境の違いは、土壌ミネラルの可溶性や化学形態に大きく影響し、例えば、窒素については水田ではアンモニア態、畑では硝酸態が多くなり、鉄やマンガンなどの一部の金属元素は可溶性が〜数千倍も変化します。イネはこれらの土壌環境の違いにあわせて、根のミネラル吸収を担う輸送体タンパク質の種類を切り替え、また発現量を大幅に変化させることで、どちらの土壌環境にも適応することが判りました。
加えて本年度は、細胞〜組織レベルで様々な植物サンプル中の元素分布を可視化する、従来よりも簡便で汎用性の高い手法を開発しました(Yamaji and Ma, Plant J., 2019)。レーザーアブレーション(LA)とICP-MSを組み合わせたLA-ICP-MS法を多くの植物サンプルに適用できるように最適化したこの手法では、多元素の同時分析や同位体分析、定量的な測定ができるようになりました。

イネは土壌環境に応じてミネラルを吸収する輸送体を使い分ける

LA-ICP-MSによる元素マッピングの一例 (イネ節の亜鉛分布)

社会との連携

オオムギ遺伝資源を活用した新規醸造飲料の発売

岡山大学資源植物科学研究所が保有する１万を超えるオオムギ遺伝資源のなかから、脂質を酸化する酵素遺伝子に活性のない変異体を発見しました。その遺伝資源を使ったオオムギの新しい品種が海外および国内で育成され、ビールや発泡酒などの品質が長持ちし、泡持ちもよくなる新商品が複数開発されて、全国で販売されています。

岡山大学の遺伝資源を使ってサッポロビール株式会社が育成したビール醸造用オオムギ新品種「きたのほし」

国際トレーニングコース：若手研究者の育成・国際交流の活性化

当研究所（IPSR）が所有するユニークな遺伝資源、研究手法、解析技術の有効利用促進と、国内外の若手研究者の交流促進のために、IPSR国際トレーニングコースを平成26年度から開催しています。令和元年度は海外から6名、日本からの4名（1名は留学生）の若手研究者が参加し、植物が放出する臭い物質や植物一次代謝物の分析手法とデータ解析法の講習を行いました。またトレーニングコースの期間中、参加者の研究紹介や倉敷散策、大原美術館探訪、バーベキューパーティーなどを通して参加者の交流の輪を広げました。