弱い変動光で植物成長を高めるPGR5の適量を確認

弱い変動光ではPGR5の「適度な増加」が成長を後押し

東京大学などの研究グループは、光合成の電子伝達を調節するタンパク質「PGR5」の量と、変動する光のもとでの植物の光合成・成長との関係をシロイヌナズナで調べました。弱い光を中心に明るさが変化する条件では、PGR5を野生型の約2倍蓄積した系統で、光化学系I（PSI）の酸化還元状態が適切に調節され、機能的なPSI量の指標や地上部の乾燥重量が増加しました。一方、PGR5を約3倍まで増やすと、この効果はみられなくなり、野生型と同程度になりました。^[1]

また、強い光と弱い光が切り替わる条件では、PGR5を欠く植物で光合成機能や成長が大きく低下したものの、PGR5を野生型以上に増やしても明確な成長促進は確認されませんでした。研究結果から、PGR5は単純に多ければよいのではなく、光環境に応じた量の調節が植物の光合成や成長に関係することが示されています。

植物の「光の受け方」に合わせた改良につながる可能性

自然環境では、雲の移動や葉の揺れ、周囲の葉による遮蔽によって、植物が受ける光の強さは一定ではありません。特に植物群落の内部では弱い光が続きやすいため、こうした変動光をどう利用するかは、作物の生育を考えるうえでも重要です。今回の研究は、光合成に関わるタンパク質を一律に増やすのではなく、生育する光環境に合わせて量を調節するという考え方を示しており、将来的にはナタネなどのアブラナ科作物や、イネ、トマトなどへの応用が期待されています。