植物成長調節物質である5-アミノレブリン酸は、トマトの耐寒性を高める。

      低温ストレスは主要な非生物的ストレスの一つであり、植物の生育を著しく阻害し、作物の収量と品質に悪影響を及ぼします。5-アミノレブリン酸（ALA）は、動物や植物に広く存在する成長調節物質です。その高い有効性、無毒性、そして容易な分解性から、植物の耐寒性向上に広く利用されています。
しかしながら、ALAに関する現在の研究のほとんどは、ネットワークのエンドポイントの調節に焦点を当てています。植物の初期耐寒性におけるALAの作用の具体的な分子メカニズムは現時点では不明であり、科学者によるさらなる研究が必要です。
2024年1月、ノースウェスタン大学農林学部の胡暁慧氏の研究チームによる「5-アミノレブリン酸はトマトのSlMYB4/SlMYB88-SlGSTU43活性酸素種除去モジュールを調節することにより耐寒性を向上させる」と題する研究論文が、園芸研究誌に掲載された。
本研究では、トマト（Solanum lycopersicum L.）においてグルタチオンS-トランスフェラーゼ遺伝子SlGSTU43を同定した。研究の結果、ALAは低温ストレス下でSlGSTU43の発現を強く誘導することが示された。SlGSTU43を過剰発現させた形質転換トマト系統は、活性酸素種除去能力が著しく向上し、低温ストレスに対する耐性も有意に増加したが、SlGSTU43変異系統は低温ストレスに対して感受性を示した。
さらに、研究結果から、ALAは変異株の低温ストレスに対する耐性を高めないことが示された。したがって、本研究は、SlGSTU43がALAによるトマトの耐寒性向上過程において重要な遺伝子であることを示唆している（図1）。
さらに、本研究ではEMSA、Y1H、LUC、およびChIP-qPCR検出により、SlMYB4とSlMYB88がSlGSTU43プロモーターに結合することでSlGSTU43の発現を調節できることが確認された。さらに実験を行った結果、SlMYB4とSlMYB88はトマトの低温ストレス耐性を高め、SlGSTU43の発現を正に調節することでALCプロセスにも関与していることが示された（図2）。これらの結果は、ALAがトマトの低温ストレス耐性を高めるメカニズムに関する新たな知見を提供するものである。
詳細情報：Zhengda Zhangら、「5-アミノレブリン酸はトマトの活性酸素種除去のためのSlMYB4/SlMYB88-SlGSTU43モジュールを調節することにより耐寒性を向上させる」、園芸研究（2024）。DOI：10.1093/hour/uhae026
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