動き回ることのできない植物は，自然環境が変わると大きな影響を受けます。
いったい植物は環境の変化にどのように対応するのでしょう。
村田教授は，その仕組みを解明し，さらにその成果をもとに，環境の変化に強い植物をつくることに力を注いできました。今回は，耐塩性についての研究を紹介していただきます。

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「塩害」という言葉をご存じだろうか。もともとは台風や強い潮風のために海沿いの水田や畑が海水をかぶり，稲やその他の作物が育たなくなることを指したが，今ではもっと広い意味で「土中の塩分濃度が高くなり，農作物が育たなくなること」を言う。日本ではまだそれほど話題になっていないが，食糧不足が叫ばれるなか，世界各地で深刻な問題になりつつある。

人口増加が激しい発展途上国では，台風などの影響を受けやすい海岸地帯での塩害に悩んでいる。また最近はアメリカなどの先進国でも，肥料を繰り返し使うために，温室や普通の農地で土中の塩分濃度が上昇して起こる大規模な塩害が，大きな問題になっている。

もし塩分の多い環境でも育つ植物をつくり出せたら，どんなにすばらしいことか。塩害に悩む地域でも農産物の生産が可能になり，食糧問題の解決にも大きく貢献することになるに違いない。

私たちの研究グループは，植物が環境の変化を検知して，新しい環境に適応する仕組みを解明している。また，その成果を活用して，環境の変化に耐えられる“環境ストレス耐性植物”づくりにも取り組もうとしている。そして，ここ数年，とくに植物の耐塩性に注目して仕事を進めてきた。

植物が塩分に弱いのはなぜだろうか。

体の外側に皮膚をもつ動物は，塩水につかっても直接塩分の影響を受けることはない。一方，根から常に水分を吸収しながら生きている植物では，根の細胞の周りの塩分濃度が上昇すると，細胞外の浸透圧が大きくなり，水分を吸収できなくなったり，ひどい場合には細胞から水分が流出してしまう。細胞内に塩分が流入して，正常な代謝活動ができなくなることさえある。また，砂漠などの乾燥地帯でも，植物体の水分が失われるので，細胞内では塩分濃度が上昇し，同様の被害が起こることになる。

ところが，海岸や乾燥地で生育する植物は，塩分濃度が高くても生きていける仕組みをもっている。それらの植物は，塩分のストレスを受けると，適合溶質と呼ばれる化合物を合成し細胞内に蓄積するのである。それらの物質は，細胞内では代謝されにくく，濃度だけを上げ，浸透圧を調節する効果をもつのである。その結果，水分や塩分が細胞内に流入するのが抑えられて，塩分濃度の高いところでも生きていける。

適合溶質には，アミノ酸や糖類，そしてグリシンベタイン（以下ベタインと略記）に代表される4級アンモニウム化合物などいくつかの種類があるが，とくにベタインは，細胞内の浸透圧の調節だけでなく，植物における重要な生理活性である光合成反応が塩分で阻害されるのを防ぐはたらきをもつ，優れた適合溶質である。

そこで，稲などの植物に耐塩性をもたせるために，人工的に多量のベタインをつくらせようと考えた。それには，ベタインを合成する酵素の遺伝子を植物に人工的に導入しはたらかせればよいと誰もが考えるが，事はそう簡単ではなかった。

（むらた・のりお/岡崎国立共同研究機構・基礎生物学研究所教授）

※所属などはすべて季刊「生命誌」掲載当時の情報です。