나고야대학과 교토산업대학의 공동연구그룹 ※은 수륙 양생식물에서 에틸렌에 의해 수몰이 기민하게 감지되어 잎의 기공 형성에 관련된 유전자의 발현이 억제되는 구조를 밝혀냈다.
롤리파 아쿠아티카(Rorippa aquatica)는 북미 대륙 원산의 아브라나과의 수륙 양생식물로, 수몰하면 엽신을 가늘게 하여 기공 발생을 억제한다.그것은 수중 생활에 적합한 잎을 발생시킨다.그러나 수몰을 감지하여 어떻게 기공 발생을 억제하고 있는지는 불분명했다.
연구그룹은 기중(육상)에서 기른 롤리파 아쿠아티카를 수몰시켜 잎의 변화를 경시적으로 관찰했다.그러면 성장중인 젊은 잎에서는 기공의 발생이 억제되어 기중엽에서 수중엽으로 운명 전환이 이루어지고 있었다.이 「기공 발생의 억제」는 수몰 직후에 발생하고, 4일 후에는 잎의 표피의 기공 밀도가 저하하고 있었다.유전자 발현 해석에 의해, 수몰 후 불과 1시간에 기공의 분화에 관련된 유전자(SPCH나 MUTE 등)의 발현을 억제하기 시작하여, 24시간에 거의 발현하지 않게 되는 것이 판명되었다.
또, 수몰에 의해 도망가지를 잃은 식물 호르몬 「에틸렌」의 체내 축적에 의해 환경의 변화를 기민하게 감지하는 것도 알았다.에틸렌은 적색광이 닿는 환경에서만 합성이 촉진되어 수중엽이 만들어져 있었다.
이에 따라 롤리파 아쿠아티카에서는 수중 생활로 이어지는 진화 과정에서 육상 식물이 가지는 에틸렌 반응 경로와 광 응답 경로가 연결되어 수몰 시 잎 표피의 기공 형성에 관련된 유전자의 발현을 억제하는 구조 을 획득한 것이 밝혀졌다.
환경변화에 기민하게 반응하는 식물의 구조를 아는 것은 기후변화로부터 식물을 지키는 방법이나 환경이 변화해도 생산성이 떨어지지 않는 농작물의 실현에 유용한 단서가 된다고 한다.
※그 외에 텍사스 대학(미국), 중국 과학원 수생 생물 연구소(중국), 마라게 대학(이란)이 참가.
