観葉植物に砂糖水を注ぐと栄養になるのか。シロイヌナズナの実験では、リンが足りないときの主根の成長抑制は、スクロースがあってもなくても起きた。側根と根毛はリンと糖の組み合わせで変わり、肥料の研究が測るのは別の元素だった。ジョウロの砂糖と培地の糖は、同じ操作ではない。
ジョウロの隣に砂糖の缶を置くと、弱った鉢にも一匙あげたくなる。甘い水で根は伸びるのか。答えの芯は、砂糖の主成分であるスクロースを培地に足しても、根の反応は一つに揃わない、という実験にある。リンが足りないシロイヌナズナの実生では、主根の成長抑制と、成長点の働きの低下が、スクロースがあってもなくても見えた。[3]
側根と根毛は、その主根と同じではなかった。リンとスクロースの量を組にすると、側根の出方が変わった。リンがあってスクロースがない条件では側根の発達が抑えられ、どちらも足りない条件では少数の側根が出た。糖は、根の全部を同じ方向へ押す肥料ではなかった。[3]
根は、甘い水を受け身で飲む管でもない。鉄が足りないとき、イネ科以外の植物は土を酸性に寄せ、鉄を還元し、根毛を増やす。トマトでは、その初期に一酸化窒素が増えた。ヒマワリの根は、リンや窒素を足すと、ある分泌物をむしろ減らした。鉢の縁の微生物は、その分泌の界面として読む。[2][5][6]
スクロースを足しても、主根の止め方は分かれない
葉の表面の水が、根への水やりの代わりになるかは、既存記事「観葉植物の葉水は根への水やり代わりになる？葉が吸う水と乾く速さを読む」に譲る。植物の体内を動く糖が芽を動かす話は、既存記事「観葉植物の剪定はなぜ枝を増やす？先端を切った後に芽が動く仕組みを読む」に譲る。光を燃料と合図に分ける話は、既存記事「観葉植物の紫外線ライトは必要なのか？光合成の燃料と葉への合図を分けて読む」に譲る。ここで追うのは、外から与えたスクロースが、根の形のどこで効き、どこでは分かれないかである。[3]
リンは植物に欠かせず、土では不足しやすい元素である。少ない状態は、糖に依存する全身的な遺伝子の発現を誘導し、根の形も変える。全身の応答が糖と組んでいることと、主根の先端で起きる局所の感知は、同じスイッチではない。[3]
2007年の実験は、シロイヌナズナの実生を、リンの量とスクロースの有無を変えて育てた。主根の成長が抑えられ、分裂組織の活性が失われる様子は、リン欠乏のもとで、スクロースがあるときもないときも明らかだった。砂糖を溶かせば主根が伸び続ける、という絵は、この条件には当てはまらない。[3]
オーキシンを足しても、主根の成長は抑えられた。ただし、分裂組織の活性が失われたのはリンが足りない条件に限られ、そこでもスクロースの有無は問わなかった。成長が遅くなることと、成長点そのものの活性が落ちることは、隣り合っていても別の出来事である。[3]
著者らは、スクロースもオーキシンも、主根の成長を調節する局所的なリンの感知には影響しない、と切り分けた。その感知は、糖に依存する全身的なリン欠乏応答から区別できる。糖が植物のどこかで信号になることと、主根の先端がリンの少なさを読む回路は、並んで存在する。[3]
台所の缶に入った砂糖は、この実験の培地と同じ操作ではない。実験が溶いたのはスクロースで、見たのは実生の根の形と成長点である。読み取れるのは、糖の有無で主根の成長抑制が見られた、という事実だ。対象はシロイヌナズナの実生であり、家庭の観葉植物に砂糖水を与えたときの生育や安全性を直接確かめた試験ではない。ここから家庭用の濃度や水やりの頻度は導けない。[3]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
側根と根毛は、リンとスクロースの組で変わる
主根がスクロースの有無で割れなかったからといって、糖を根の話から消すことはできない。側根と根毛では、リンとスクロースの相互作用がはっきりしていた。根の形は、一本の長さだけでは決まらない。[3]
リンがあり、スクロースがない条件は、側根の発達を抑えた。リンもなくスクロースもない条件では、少数ながら側根が誘導された。足りないものの名前が似ていても、どの根の形質を見たかで見え方は反転しうる。砂糖水を「効く」か「効かない」かの一言に畳めない理由が、ここにある。[3]
著者らは、リンが足りないときに少数の側根が出ることを、根がオーキシンに敏感になったしるしと読んだ。支えとして挙げたのは、DR5uidA の発現を見た解析、根におけるオーキシンの求基的な輸送の測定、オーキシンの輸送が減る pgp19 変異体の根の形である。求基的とは、先端側から基部側へ向かう向きのことだ。感受性が上がった、という読みは、これらの測定と変異体に紐づいている。[3]
カルコン合成酵素の変異体 tt4-2 では、リンもなくスクロースもない条件で、側根の数が有意に増えた。フラボノイドが、オーキシンを介したリン欠乏時の根の形の変化に関わる可能性を示す、と著者らは置いている。可能性であって、フラボノイドを鉢へ足せば側根が増える、という手順ではない。[3]
局所の感知と全身の応答のあいだに、やり取りは見いだされなかった。そのことは、リンもスクロースもない条件で育った実生と、リンの分布が均一でない環境に置いた実生の、両方で示された。スクロースに依存しない調節と、依存する調節は、どちらか一方が勝ち残るのではなく、共存する。[3]
夕方、鉢底から根がはみ出しているのを見て砂糖を足すか迷うなら、見る場所を分ける。主根がどこまで伸びているか。側根が何本出ているか。根毛が細かく見えるか。砂糖の缶は夜食の棚にあることが多い。根はその棚を待っていない。[3]
鉄が足りない根は、吸う前に土の側を変える
砂糖が炭水化物だから養分だ、という連想の隣に、根が取りにいく元素の話がある。鉄は植物に不可欠で、不足しやすい。イネ科を除く植物は、供給が少ないときに根で一そろいの応答を起こす。鉄の還元、土の酸性化、二価鉄の輸送、根毛の増加である。イネ科はこの組から外れる、という限定が最初から付いている。[2]
トマト（Solanum lycopersicum）を鉄が足りない条件で育てると、根の表皮で一酸化窒素がすばやく作られた。鉄が少なくなったあと、根の細胞が何を感知し、どう伝えるかは、この研究の出発点では未知だった。実験が置いたのは、一酸化窒素の増加がその早い応答だ、という証拠である。[2]
一酸化窒素を取り除くと、鉄の取り込みに関わる遺伝子の上昇が止まった。基本ヘリックス・ループ・ヘリックス型の転写因子 FER、鉄を還元する酵素の遺伝子 LeFRO1、二価鉄の輸送体 LeIRT1 である。逆に、一酸化窒素を出す化合物である S-ニトロソグルタチオンを与えると、鉄が足りない植物の根で、これらの伝令 RNA の蓄積が高まった。[2]
鉄欠乏が引き起こす、根の鉄キレート還元酵素の活性と根毛の増加は、一酸化窒素を補うと促され、取り除くと抑えられた。ただし fer 変異体では、一酸化窒素を足しても鉄欠乏の応答は誘導されなかった。FER というタンパク質が、一酸化窒素の作用を仲介するのに必要だった。[2]
一酸化窒素の補給は、鉄が少ない条件での植物の成長も改善した。著者らは、一酸化窒素が鉄の取り込みと体内の均衡を制御する調節の要だと示唆している。早い応答として、取り込みに関わる遺伝子の発現を変え、根の生理と形の適応も調節する、という結論である。[2]
鉄が足りない根が先にやるのは、土を酸性に寄せ、鉄の形を変え、根毛を増やすことだ。スプーンより先に、根のほうが土の酸性を動かしている。葉の色を見て砂糖の缶へ手が伸びても、その色だけで鉄不足とは決めない。[2]
数字で読む根と砂糖と元素
リン欠乏の主根では、成長の抑制と分裂組織の活性低下が、スクロースありでもなしでも見えた。局所的なリンの感知は、スクロースにもオーキシンにも左右されない、と実験は分けている。[3]
側根は組で動いた。リンありでスクロースなしの条件は発達を抑え、リンもスクロースもない条件では少数の側根が誘導された。tt4-2 では、後者の条件で側根の数が有意に増えた。[3]
111本の査読論文、48種。乾燥下のセレン補給を集めたメタ分析の規模である。地上部 21.2%、根 23.4%、子実 21.7% のバイオマス増加と、根と地上部の比 7.9% の低下が観察された。[7]
50 mg/L 以上。四価のセレンと、根への施用が、増加の大きい条件と関連した濃度の区切りである。水が限られた植物の数字であり、窓辺のジョウロへ写す濃度ではない。[7]
C20H24O6。ヒマワリの根の分泌物から取り出したヘリオラクトンの分子式である。水道水での水耕で産生が増え、リンまたは窒素を補給すると減った。[5]
発芽を誘導した相手は複数ある。ヘリオラクトンは Striga hermonthica、Orobanche cumana、Orobanche minor、Orobanche crenata、Phelipanche aegyptiaca の種子に働いた。デヒドロコスツスラクトンとコスツノリドは、O. cumana と O. minor に限られた。[5]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
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