マメ科植物の根粒形成数制御機構

抄録

土壌微生物である根粒菌は主にマメ科植物根に形成される根粒という器官に共生し,生物的窒素固定を行う。宿主植物に形成される根粒の数は厳密に制御されていることが知られており,近年の遺伝学的および生理学的研究により根粒形成制御機構が解明されつつある。現在,根粒形成制御機構は,2つに大別して考えられている。根部のみで完結する局所的な機構と,根部だけでなく地上部も関係する全身的な機構である。局所的な制御機構には,エチレンなどの植物ホルモンやスモールペプチドが関与していることが示唆されている。また根部-地上部-根部という遠距離シグナルが関与する全身的な制御機構は、先行して形成された根粒が後続の根粒形成を抑制するという負のフィードバック機構であることが示されており,根部から地上部へのシグナル物質はアラビノース糖鎖が付加されたオリゴペプチド(CLE-RS2グリコペプチド)であることが明らかになっている。また地上部から根部への根粒形成抑制シグナル物質についても,植物ホルモンの関与などを含めて研究が進められている。本稿では根粒菌感染や根粒原基形成が引き起こす宿主植物の根粒形成制御機構について,最近の進捗を解説する。