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研究成果

公開日:2019.06.06

裸子植物ソテツの花が発熱するしくみの一端を解明
-ミトコンドリアの特徴的な形態と呼吸鎖バイパス経路の働きが発熱に関与-

研究成果 理学 医歯薬学

 宮崎大学農学部植物生産環境科学科・稲葉靖子准教授の研究グループは、理化学研究所環境資源科学研究センター・豊岡公徳上級技師、九州大学大学院医学研究院・林哲也教授らの研究グループと共同で、日本の固有種として知られるソテツ(Cycas revoluta)の花の発熱を、世界で初めてサーモグラフィーで捉えることに成功しました。これまで、ソテツの花の発熱に関しては、よくわかっていませんでしたが、今回の研究により、ソテツの花が発熱するしくみの理解が飛躍的に進みました。今後、花の発熱を支えるしくみの理解が進めば、寒冷環境下における農作物の成長を促進したり、花における匂い成分の合成や飛散を助けたりする技術の開発につながることが期待されます。
 この成果は、世界的な植物科学雑誌の一つであるPlant Physiology誌の2019年6月号(米国東部時間2019年6月3日公開予定)にオンラインで掲載され、同雑誌の表紙を飾りました。

図1. 発熱するソテツ(Cycas revoluta)雄花。サーモグラフィーカメラで撮影した写真が右側。雄花は、外気温に対して、最大で11.5℃も体温を上げることができる。

図2. 発熱組織(小胞子葉)の表皮を中心に観察される巨大ミトコンドリア。電子顕微鏡で撮影した写真の中央にあるミトコンドリアの断面積は、5.62 m2。これに対して、非発熱組織(小胞子のう)では、大部分のミトコンドリアが0.5 m2未満。Mt:ミトコンドリア、Nuc:核、Pt:プラスチド。

図3. Cycas revoluta雄花の小胞子葉ミトコンドリアでは、CrAOX1を介したシアン耐性呼吸経路(呼吸鎖バイパス経路)が活発に働く。シアン耐性呼吸経路(赤色太点線矢印)、シトクロム経路(青色太点線矢印)。IからVは、電子伝達とATP合成に関わる複合体タンパク質を示す。

論文情報

Alternative oxidase capacity of mitochondria in microsporophylls may function in cycad thermogenesis ,Plant Physiology,
https://doi.org/10.1104/pp.19.00150

研究に関するお問い合わせ先

林 哲也 医学研究院 教授
小椋 義俊 医学研究院 准教授
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