土中のアルミニウムは植物に有害

皆さんはアルミニウムと聞くと何を思い浮かべますか。身近な日用品、１円硬貨、飲料缶や様々な乗り物などに広く利用されています。実は、皆さんの足元の土の中にも、ケイ素の次に多い金属元素としてアルミニウムが普遍的に存在しています。アルミニウムは通常は問題を起こしませんが、土が酸性になると溶け出して、植物の成長を強く阻害してしまいます。植物にとってはとても有害な元素なのです。

酸性土壌は耕地の50％も

このような酸性土壌は、世界の耕作可能地の50%を占めるともいわれています。それでは私たちの食糧生産も心配になりますよね。しかし、実際は肥料を施すことで作物を栽培しています。ところが、発展途上国などでは肥料が不十分で生産性が低いままです。また、過剰な化学肥料の使用や気候変動の影響で土壌酸性化は進行すると考えられています。

適応メカニズムを遺伝子レベルで明らかに

しかし、植物も負けてはいません。植物は、長い、長い進化の過程で苛酷な酸性土壌環境に適応するための色々なメカニズムを獲得してきました。例えば、植物体内で作られるリンゴ酸やクエン酸を根の周りに分泌することで、アルミニウムを無害な形にすることができます。また、面白いことに、酸性土壌に強い植物から、全く育つことができない弱い植物まで存在します。

そこで、私たちはその強弱を遺伝子レベルで比べて、強さの原因を明らかにしようと研究を進めています。最近は、ヒトと同じように、色々な植物のゲノム解読も急速に進みました。そのため、わずかなゲノム配列や遺伝子発現の違いを見つけて、適応メカニズムを構成している協働する多くの遺伝子セットを明らかにできつつあります。この適応メカニズムを改良することができれば、進行する土壌劣化にも対抗できると信じてやみません。