レイムス・ラセモサス

レイムス・ラセモサス
科学的分類
王国：	植物界
クレード:	維管束植物
クレード:	被子植物
クレード:	単子葉植物
クレード:	ツユクサ科
注文：	ポアレス
家族：	イネ科
亜科:	ポイデア科
属:	レイマス
種：	L.ラセモサス
二名法名
	レイムス・ラセモサス; （ラム）ツベレフ

Leymus racemosusは、マンモスワイルドライという一般名で知られる多年生野生ライ麦の一種です。原産地は、東南ヨーロッパ、東ヨーロッパ、中央アジア、コーカサス、シベリア、中国、モンゴル、ニュージーランド、および北アメリカの一部です。茎の長さは 50～100 cm、直径は 10～12 mm です。

小麦は、今日、世界中の人間の食糧供給における主要な穀物です。特に現在の人口増加により、世界の食糧需要を維持するために小麦の生産量を増やすという強い圧力があります。^[1]いくつかの要因が、新しい地域への作物の拡大を脅かしています。科学者は、生物的および非生物的ストレスに対する耐性を向上させるために、現代の栽培品種に組み込む小麦の進化的近縁種を調査してきました。^[1] Leymus racemosus は、この点で大きな可能性を示しているそのような近縁種の 1 つです。^[1]

Leymus racemosusは多年生草本の一種で、湿潤林、乾燥地、海岸、高塩分濃度の土壌など、さまざまな地形に生息しています。^[1]L. racemosusの遺伝子移入系統は、穂当たりの穀物収量の増加という点で、熱ストレスに対する強い反応を示しています。^[2]これは、熱ストレスが熱帯気候での小麦生産を著しく制限するため、重要です。高温は形態学的変化をもたらし、生産量を減少させます。^[2]小麦は 18～24 ℃ の温度で最適に成長します。^[2]研究によると、小麦が 1 週間 28～32 ℃ の温度にさらされると、収穫量が 20% 減少する可能性があります。^[2]分子レベルでは、これは光合成に関与する葉緑体のチラコイド膜を破壊することに関連しています。^[2]

Leymus racemosus遺伝子は、穀物の品質と収量を低下させる真菌感染症である Fusarium Red Blight に対する現代の栽培品種の耐性も向上させることが示されています。^[3]この病気は通常、小麦が生育する暖かく湿気の多い気候で発生しますが、気候変動により、黒星病の流行は北米とヨーロッパでより蔓延しています。^[3]研究では、塊茎、葉、または茎に病変が現れる病気である黒星病耐性を付与する特定の遺伝子が分離されています。^{[3]これらの遺伝子は現代の小麦に組み込まれ、}L. racemosus遺伝子で改変されていない小麦系統と比較して、真菌感染症に対するより高い耐性を示しました。^[3]

小麦栽培拡大に対するもう一つの大きな脅威は、世界の耕作地の40%を占める土壌中のアルミニウム毒性である。^[4]アルミニウム毒性の正確なメカニズムは不明であるが、科学者はそれがCa2+チャネルをブロックすることで根細胞の成長を阻害し、最終的に植物内の輸送とコミュニケーションを妨害することを認識している。^[4]土壌制限は、土壌のpHを上げてアルミニウム毒性を阻止するために使用される慣行である。^[4]しかし、これはコストがかかり、大規模に実施するのが難しい場合がある。^[4]したがって、より耐性のある植物の使用を調査することは注目に値する取り組みである。L . racemosus遺伝子は、現代の小麦栽培品種に組み込まれたときに根の成長低下を防ぐのに役立った。これは、アルミニウム誘発ストレスに対する耐性が高いことを示している。^[4]

Leymus racemosus の遺伝子は、生物学的硝化抑制 (BNI) を通じて農業システムの窒素レベルを下げるのにプラスの影響を与えることも示されています。^[5]窒素損失は植物の生育を脅かし、現在この問題を防ぐ唯一の方法は人工阻害剤を使用することであるため、この発見は重要です。^[5]研究では、小麦栽培地域の窒素汚染への影響を軽減するための新しい戦略として、現代の栽培品種に組み込むことができる、高い BNI 特性を持つ遺伝子がL. racemosus植物から分離されました。 ^[5]全体的に、L. racemosus は現代の小麦の成長を制限する多くの生物的および非生物的ストレス要因に耐性があります。この進化の祖先を研究することは、特に将来の気候変動と耕作地の制限という脅威を考えると、小麦生産の拡大と世界の食糧需要の維持に対する答えを提供するため重要です。

参考文献

^ abcd モハメッド、ヤシル・セラグ・アルノール;タヒル、イザット・シダメド・アリ。カマル、ナスレイン・モハメド。エルタイブ、アミン・エルサディグ。アリ、アブデルバギ・ムフタル。辻本尚志 (2014-01-01)。「小麦の適応と熱ストレスへの耐性に対する小麦ライムス・ラセモサスの追加染色体の影響」。育種科学。63 (5): 450–460。土井:10.1270/jsbbs.63.450。PMC 3949581。PMID 24757384。
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^ abcde モハメッド、ヤシル・セラグ・アルノール;エルタイブ、アミン・エルサディグ。辻本尚志 (2013-01-01) 「野生の近縁種 Leymus racmosus からの染色体の追加による小麦のアルミニウム耐性の強化」。育種科学。63 (4): 407–416 .土井:10.1270/jsbbs.63.407。PMC 3859352。PMID 24399913。
^ abc Subbarao, GV; Tomohiro, Ban; Masahiro, Kishii; Osamu, Ito; Samejima, H.; Wang, HY; Pearse, SJ; Gopalakrishnan, S.; Nakahara, K. (2007-09-11). 「多年生Leymus racemosus (Triticeae)由来の生物学的硝化抑制(BNI)遺伝子は小麦栽培における硝化を抑制することができるか?」(PDF) . Plant and Soil . 299 ( 1– 2): 55– 64. Bibcode :2007PlSoi.299...55S. doi :10.1007/s11104-007-9360-z. ISSN 0032-079X. S2CID 26024250.

外部リンク

GrassBase - オンラインの世界の草花
GBIFエントリ

[:0-1] モハメッド、ヤシル・セラグ・アルノール;タヒル、イザット・シダメド・アリ。カマル、ナスレイン・モハメド。エルタイブ、アミン・エルサディグ。アリ、アブデルバギ・ムフタル。辻本尚志 (2014-01-01)。「小麦の適応と熱ストレスへの耐性に対する小麦ライムス・ラセモサスの追加染色体の影響」。育種科学。63 (5): 450–460。土井:10.1270/jsbbs.63.450。PMC 3949581。PMID 24757384。

[:1-2] Harding, Scott A.; Guikema, James A.; Paulsen, Gary M. (1990-03-01). 「小麦の成熟期における高温ストレスによる光合成低下 II. ソースプロセスとシンクプロセスとの相互作用」.植物生理学. 92 (3): 654– 658. doi :10.1104/pp.92.3.654. ISSN 1532-2548. PMC 1062349. PMID 16667330 .

[:2-3] Chen, Peidu; Liu, Wenxuan; Yuan, Jianhua; Wang, Xiue; Zhou, Bo; Wang, Suling; Zhang, Shouzhong; Feng, Yigao; Yang, Baojun (2005-07-26). 「Fusarium Head Blight に耐性のある小麦-Leymus racemosus 転座系統の開発と特性評価」.理論および応用遺伝学. 111 (5): 941– 948. doi :10.1007/s00122-005-0026-z. ISSN 0040-5752. PMID 16044268. S2CID 22463753.

[:3-4] モハメッド、ヤシル・セラグ・アルノール;エルタイブ、アミン・エルサディグ。辻本尚志 (2013-01-01) 「野生の近縁種 Leymus racmosus からの染色体の追加による小麦のアルミニウム耐性の強化」。育種科学。63 (4): 407–416 .土井:10.1270/jsbbs.63.407。PMC 3859352。PMID 24399913。

[:4-5] Subbarao, GV; Tomohiro, Ban; Masahiro, Kishii; Osamu, Ito; Samejima, H.; Wang, HY; Pearse, SJ; Gopalakrishnan, S.; Nakahara, K. (2007-09-11). 「多年生Leymus racemosus (Triticeae)由来の生物学的硝化抑制(BNI)遺伝子は小麦栽培における硝化を抑制することができるか?」(PDF) . Plant and Soil . 299 ( 1– 2): 55– 64. Bibcode :2007PlSoi.299...55S. doi :10.1007/s11104-007-9360-z. ISSN 0032-079X. S2CID 26024250.