著者の所属・活動拠点の国は、イタリアです。

掲載誌：Environmental and Experimental Botany

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

コメは世界で最も多く食べられている穀物であり、食事から取り込まれるヒ素の主な供給源の一つでもあります。ヒ素は土壌のあらゆる場所に、無機ヒ素と有機ヒ素の形で存在し、その毒性の現れ方はイネの品種によって異なります。

研究チームは、料理での特性や食味で国際的に評価されている品種「カルナローリ」が、無機ヒ素（三価ヒ素と五価ヒ素）にどう反応するかを調べ、これまでに一部の性質が調べられてきた品種「中花11号（Zhonghua 11）」と比較しました。なお、ここで紹介する内容は論文の抄録に基づいています。

何を調べたか

著者らは、両品種の芽生えを試験管内の培地で10日間育て、その間、五価ヒ素を含む化合物（ヒ酸水素二ナトリウム、1×10⁻⁴モル毎リットル）または三価ヒ素を含む化合物（亜ヒ酸ナトリウム、2.5×10⁻⁵モル毎リットル）のどちらかにさらしました。

そのうえで、成長の度合い、葉と根の内部構造、根と地上部それぞれのヒ素量、根から地上部へヒ素がどれだけ移動するかを調べました。さらに、根で働く特定の遺伝子の働き具合や、植物ホルモンのオーキシンの反応を可視化する目印（DR5::GUS）の現れ方、種子に付随する微生物についても調べています。

主な結果

成長、組織の構造、ヒ素の蓄積や移動の結果を総合すると、カルナローリは中花11号よりも無機ヒ素に強いことが支持されたと論文は報告しています。

根の発達には大きな違いが見られました。中花11号と異なり、カルナローリは無機ヒ素の存在下でも側根（根から枝分かれして出る根）をつくる能力を保っていました。その中には、不定根（茎の付け根などから出る根）の内部で発達する側根も含まれていました。また、根のもとになる組織（原基）は正常な形を保ち、その先端を覆う部分の表面成分が、根が外へ突き出るのを助ける構成になっていたといいます。

カルナローリでは、根の中に空気の通り道となるすき間（通気組織）が広く形成され、葉では機動細胞と呼ばれる大型の細胞が広がっていました。著者らはこれらも、ヒ素ストレスに対する発達上の柔軟さを示すものと位置づけています。

一方、中花11号では無機ヒ素の下で、根のOsASA2、OsPIN2、OsAUX1といった遺伝子の働きが高まり、根の原基でのオーキシン反応の目印の現れ方も変化していました。これは中花11号がヒ素により敏感であることを裏づける結果とされています。

ヒ素の分布については、カルナローリは中花11号より多くの無機ヒ素を根にとどめており、地上部ではメチル化されたヒ素（炭素を含む有機型のヒ素）が見られました。さらに、種子に付随し、親から子へ受け継がれるシアノバクテリアの仲間が検出されました。著者らは、これらの微生物がヒ素のメチル化に関わっている可能性があると述べていますが、その役割は可能性として示されている段階です。

研究が示すこと

研究チームは、カルナローリの無機ヒ素への耐性は、根と地上部の発達を状況に応じて変えられる柔軟さと、種子に付随する微生物がもたらすと考えられるヒ素の無毒化作用との組み合わせによって成り立っているようだ、とまとめています。同じイネでも品種によって、ヒ素ストレスへの応じ方が成長の仕方そのものから異なりうることを示した研究といえます。

原著論文の著者・所属：Francesca Lanni（Department of Environmental Biology, Sapienza University of Rome, Piazzale Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italy）、Roberta Giorgione（Department of Chemistry, Sapienza University of Rome, Piazzale Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italy）、Diego Piacentini（Department of Environmental Biology, Sapienza University of Rome, Piazzale Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italy）、Marzia Beccaccioli（Department of Environmental Biology, Sapienza University of Rome, Piazzale Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italy）、Simone D’Angeli（Department of Environmental Biology, Sapienza University of Rome, Piazzale Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italy）、Maria Luisa Astolfi（Department of Chemistry, Sapienza University of Rome, Piazzale Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italy）、Maria Maddalena Altamura（Department of Environmental Biology, Sapienza University of Rome, Piazzale Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italy）、Giuseppina Falasca（Department of Environmental Biology, Sapienza University of Rome, Piazzale Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italy）、Laura Fattorini（Department of Environmental Biology, Sapienza University of Rome, Piazzale Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italy）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Francesca Lanni, Roberta Giorgione, Diego Piacentini, et al. The genotype-dependent developmental plasticity is positively associated with rice tolerance to inorganic arsenic. Environmental and Experimental Botany 2026-10-01. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2026.106486. 原著ライセンス：CC BY.