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植物が陸上に進出した際、水中より強い光への対策が必要となった。その解決策として、過剰な光エネルギーを熱に変換して放出する仕組みを獲得した。これは、カロテノイドやキサントフィルサイクルなどの働きによるもので、光合成の効率を調整し、光によるダメージから植物を守っている。
大阪府高槻市原地区で肥料教室を開いています
検索キーワード：「シャペロン」
晴れの日の草むらのキノコたち
厳しい冬に向けて作物の耐寒性を高めておきたい
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今冬の厳しい寒さ対策として、今回は作物の耐寒性向上に焦点を当てます。耐寒性には細胞内に糖などを蓄積する方法だけでなく、融点の低い不飽和脂肪酸を減らす方法も考えられます。
不飽和脂肪酸は高温時に葉に蓄積し、香り化合物の前駆体となることが知られています。興味深い点は、菌根菌との共生により耐乾性が高まるとされる際に、トレハロースと共に脂肪酸も蓄積する可能性があることです。
もしそうであれば、菌根菌との共生が耐寒性向上に繋がるかもしれません。そのためには、土壌中の可溶性リン酸量を調整するなど、共生しやすい環境作りが重要となります。
トマトが緑の香りを吸った時に体内では何が起こってる？
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トマトが緑の香り（ヘキサナール）を吸収すると、体内で熱ショックタンパク質（HSP）の合成が誘導されます。HSPは分子シャペロンとしてタンパク質を安定化させ、高温ストレス下でも光合成を維持し、葉温を下げることで花落ちを軽減します。さらに、蒸散による気化熱で栽培施設内の温度が約3℃低下することも確認されています。
植物のオートファジー
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植物のオートファジーは、細胞内のタンパク質を分解し、養分を再利用する仕組みです。大隅氏がノーベル賞を受賞したことでも知られ、秀品率向上への寄与が期待されます。栄養不足時や病原体排除、古い細胞から新しい細胞への養分移行に機能し、分解されたタンパク質等はアミノ酸や糖として再利用されます。植物にはマクロオートファジーとミクロオートファジーがあり、葉緑体のオートファジーは養分再利用だけでなく、光合成調整にも関与すると考えられています。このメカニズムの理解が、農業における品質向上に繋がる可能性があります。
ボカシ肥作りの材料でトレハロースの添加を見かけた
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ボカシ肥作りにおいてトレハロース添加の効果について考察している。トレハロースは微生物が生成する糖であり、食品加工では冷凍耐性を高めるために用いられる。ボカシ肥作りにおいても冬季の低温による発酵への悪影響を防ぐ目的で添加される可能性がある。しかし、米ぬか等の材料が低糖状態かは不明であり、経験的に発酵が停止したこともないため、添加は不要と判断。一方で、植物へのトレハロースの効果に着目し、トレハロースを多く含む可能性のある廃菌床堆肥の有効性についても言及している。
バリダマイシンA再び
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バリダマイシンAは菌のトレハロース分解酵素を阻害する農薬である。トレハロースは高ストレス環境下で菌がグルコースから合成し、タンパク質の安定化に利用する。普段はエネルギー源であるグルコースを、ストレス下では安定化のためにトレハロースに変換し、ストレスから解放されると分解して再びグルコースに戻す。バリダマイシンAはこの分解を阻害することで、菌を餓死させる。
しかし、菌にとって低ストレス環境下ではトレハロースは合成されないため、バリダマイシンAの効果は疑問視される。作物感染時は、作物の防御反応により菌にとって高ストレス環境となる可能性が高いため、バリダマイシンAは有効と考えられるが、低ストレス環境下での効果は不明である。
酵母とトレハロース
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本記事は、グルコースが2つ結合した二糖「トレハロース」と「酵母」の関係を深掘りします。筆者は「酵母の生命科学と生物工学」を通じ、酵母の産業的広がりを知ります。酵母はエタノールや高温ストレスに晒されると細胞内のトレハロース濃度が上昇。これは、熱によるタンパク質変性（ゆで卵の例）から細胞を守るためです。トレハロースは、タンパク質が正しく折りたたまれるのを助けるシャペロン様の作用を持ち、高温下でのタンパク質安定に貢献。植物が菌根菌からトレハロースを受け取る現象にもその機能が関連する可能性を示唆しています。
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