花粉管を誘っているのは誰？　植物の受精メカニズムは謎だらけ

花粉管を誘引する物質

植物の花粉がめしべに付着すると、花粉管が胚珠に伸びて受精が起こります。中学の理科で習う内容ですが、なぜ花粉管が迷わず胚珠へと到達できるのか、これまで謎でした。近年、条件を整えた寒天培地で花粉管や胚珠の細胞を培養する技術が確立されて、花粉管の伸長や受精を顕微鏡で観察できるようになりました。その結果、トレニアという植物を使った研究で、胚珠にある助細胞という細胞から花粉管を引き寄せる誘引物質が分泌されていることがわかりました。これが高校生物の教科書にも載っている「ルアー」というタンパク質です。

ルアーには種独自の形がある

例えば培地に2種類のトレニアの仲間の胚珠を置くと、花粉管は別の種類の胚珠へ引き寄せられることはなく、正しく自分と同じ種の胚珠へ向かって伸びていきます。このことから、ルアーは種によって異なると予想されます。
実際、トレニアとシロイヌナズナのルアーを構成しているアミノ酸の配列を比較すると、共通点はほとんど見られません。さらにトレニアとシロイヌナズナのルアーの配列を部分ごとに入れ替えてみたところ、トレニアのルアーにシロイヌナズナの花粉管を誘引させるアミノ酸の並びが見つかりました。つまり、たった数個のアミノ酸がシロイヌナズナのルアーの鍵であり、シロイヌナズナの花粉管の先端にある受容体（鍵穴）にぴったり一致する部分なのです。

受精のメカニズム解明に挑む

現在ルアーが確認されているのはトレニアとシロイヌナズナだけですが、ほかの種類にもルアーが確認されれば、ルアーは植物に普遍的にあるタンパク質だと予測できます。このルアーを自由にデザインできるようになれば、品種改良などに役立てられると期待されます。
また、ルアーが胚珠の近くまで到達した花粉管を精密に誘導するのに対し、めしべの柱頭からまず大ざっぱな方向へと花粉管を導く別の誘引物質も見つかっています。この誘引物質を花粉管がどうやって認識しているのか、研究が進められています。

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県立広島大学生物資源科学部生命環境学科生命科学コース教授金岡雅浩先生

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