神戸大学の研究で、光合成をせず一部が無性生殖するBalanophora植物が、宿主植物の根に寄生して繁栄する仕組みが明らかになった。これらの地下に潜む希少種は、植物の進化と代謝に関する新たな洞察を提供する。結果は、プラスチドゲノムの劇的な縮小を強調しつつ、重要な機能を維持している。
Balanophora植物は植物生物学の極端な例で、光合成を放棄し宿主の根から栄養を寄生的に得る。生涯のほとんどを地下で過ごし、湿潤な森林環境での開花期にのみ地上へ現れる。一部の種は有性生殖すら放棄し、無性手段で種子を生産する。
神戸大学の植物学者、Suetsugu Kenji氏が、進化史、プラスチドの変化、生態適応を結びつける研究を主導した。「私の長年の目標は、植物であることの本質を再考することだ」とSuetsugu氏は述べた。チームは種間関係を解析し、全Balanophora種が共通祖先で起きた劇的なプラスチドゲノム縮小を共有していることを発見した。
縮小にもかかわらず、プラスチドは不可欠だ。「植物がプラスチドゲノムをどこまで縮小できるかを見るのは興奮的で、一見プラスチドが消えかけているように見える」とSuetsugu氏は説明した。「しかし詳しく調べると、多くのタンパク質がプラスチドへ輸送されており、光合成を放棄した後もプラスチドが植物代謝の重要な一部であることを示している。」
無性生殖は複数回進化し、本州から沖縄、台湾への島嶼間植民を助けた。「過去10年、Balanophoraの受粉と種子散布を研究し、ラクダコオロギやゴキブリが意外な役割を果たすことを知ったが、無性種子生産がパートナーや受粉者が少ない時に繁殖を保証することも観察した」とSuetsugu氏は指摘した。
New Phytologistに掲載されたこの研究は、Okinawa Institute of Science and Technologyおよび台北大学の協力で行われた。資金はJapan Society for the Promotion of Science（助成23K14256）、Human Frontier Science Program（RGEC29/2024）、Japan Science and Technology Agency（JPMJPR21D6、JPMJFR2339）、台湾国家科学技術評議会（109-2311-B-845-001）から。Suetsugu氏はこれらのゲノム知見を寄生成長を支えるプラスチド機能の生化学解析と結びつけるさらなる研究を計画している。