ヨシはなぜ塩水でも育つのか
―根の中でナトリウムを送り返す動きをポジトロンイメージングで観ることに世界初成功―

ヨシは河口付近の淡水と海水が混じる場所（汽水域）でよく見かける植物です。同じイネ科でありながら、塩分に弱いイネとは対照的に、高い塩分濃度に耐えられるのはなぜなのか――その仕組みを明らかにする研究を、国立研究開発法人日本原子力研究開発機構（理事長　児玉敏雄、以下「原子力機構」）と東京農業大学（学長　髙野克己）は共同で進めてきました。このたび、放射線を利用した画像化技術（植物ポジトロンイメージング技術⁽¹⁾）を使い、塩分による害を引き起こすナトリウムがイネとヨシの内部を動く様子を画像化し、それぞれ複数個の画像データを統計的に解析した結果、ヨシは一旦根の中に吸収したナトリウムを、根の先端に向かって常に送り返して排除していることを世界で初めて明らかにしました。これは原子力機構　原子力科学研究部門　量子ビーム応用研究センター　植物RIイメージング研究グループの藤巻秀リーダー、鈴井伸郎研究副主幹、ならびに東京農業大学　応用生物科学部　生物応用化学科の樋口恭子教授、丸山哲平氏（当時同大大学院生）らによる研究成果です。

イネ（左）とヨシ（右）のナトリウムの挙動。ヨシはナトリウムが茎や葉まで送られていない

東京農業大学では、塩分濃度の高い土地や水でも農業を可能にするため、ヨシの生理機構の研究を進めてきました。一方、原子力機構は、放射性同位体⁽²⁾を利用して、生きた植物体が様々な元素を吸収したり蓄積したりする生理機能を画像により解析する「植物ポジトロンイメージング技術」の開発を行っています。今回、両者は共同で、塩分濃度を高めた水耕栽培液で生育させたイネとヨシの根や茎におけるナトリウムの動きを追跡しました。得られた画像を解析したところ、イネでは根から吸収したナトリウムが茎を通り葉まで送り続けられるのに対し、ヨシでは茎のつけねで留まり、そこから徐々に根の先端方向に向かって送り返されていることがわかりました。

本研究により、ヨシ特有のナトリウム排除機構の一端が明らかになりました。今後、これに関与する遺伝子を明らかにすることで、高い塩分濃度に耐えられるイネ品種を得る道が拓けます。将来的には、無尽蔵の海水でイネを育て食料を安定供給する夢にも繋がります。

本研究成果は、植物科学分野のトップジャーナルの一つであるPlant and Cell Physiology誌（http://pcp.oxfordjournals.org/）5月号の電子版に5月11日に掲載される予定です。