植物ホルモンが「働く場所」を操る －ジベレリンによる根の成長の仕組みを解明－(大学院理工学研究科 中村匡良 教授)

2026/10/28

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ポイント

植物の成長を促進するホルモン「ジベレリン(GA)※1」について、植物の特定の細胞だけでGAシグナルを人工的に活性化できる新しいシステムを開発した。
根の伸長には、根の内部にある内皮と最外層の表皮という異なる細胞層の両方で、GAシグナルが協調的に働くことが重要であることを明らかにした。
本研究で開発した技術は、植物ホルモンが「いつ」「どこで」働くことで植物の成長を制御するのかを解明するための新たな研究基盤となる。将来的には、植物の成長や形態を人為的に制御する技術の開発など、農業分野への応用も期待される。

概要

埼玉大学理工学研究科の中村 匡良　教授(研究開始当時：名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM) 特任准教授)は、名古屋大学大学院理学研究科の八神 祐一郎 博士後期課程学生、名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM)のウォルフ フロマー 客員教授、理化学研究所環境資源科学研究センターの萩原 伸也 チームディレクター、伊丹 健一郎 チームディレクター(理化学研究所 開拓研究所 主任研究員)らと共同で、植物の成長を調節する重要なホルモン「ジベレリン(Gibberellin: GA)」が、植物の「どこで」働くことが成長に重要なのかを明らかにしました。
植物体内では、GAを作る細胞と、実際にGAが作用する細胞が必ずしも同じではありません。本研究では、天然のGAとは異なる「合成GA(sGA)」と、それを特異的に認識するように改変した「GA受容体(mGID)」を組み合わせ、特定の細胞層だけでGAシグナルを作動させる人工的なシステムを開発しました。このシステムをシロイヌナズナの根に適用したところ、根の伸長には、内皮と表皮という異なる細胞層でのGAシグナルが協調して働くことが重要であることが明らかになりました。また、GAを合成する細胞とGAが作用する場所が空間的に異なることから、GAが細胞間を移動して作用する可能性も示されました。
本研究で開発した手法は、植物ホルモンが「いつ」「どこで」働くことが成長を生み出すのかを直接調べることを可能にする新しい研究手法です。今後は、植物の成長や発生を細胞レベルで制御する仕組みの全容解明や、植物の器官ごとに成長を制御する技術、さらには農作物の生産性向上・効率的な栽培技術の開発につながる研究への応用が期待されます。
本研究成果は、英国の国際科学誌『Nature Plants』に、2026年10月22日(日本時間)に公開されました。

論文情報

用語説明

※1.ジベレリン(Gibberellin; GA)
植物ホルモンの一種。細胞の伸長や分裂を促進し、植物の茎や根の成長などを調節する。

中村 匡良(理工学研究科 生命科学部門)｜埼玉大学 研究者総覧