禁煙コーナー

禁煙に関するコラム

「タバコ」と「接ぎ木」

医療法人たちばな会 斉藤内科医院
齋藤 敏史

 禁煙とは直接関係のない話だが、近年、接ぎ木の常識を覆して、遠縁な植物であっても一定の短い期間であれば組織をつなげておくことができる例外的な植物として、タバコ属植物が注目されているという。
 接ぎ木は、何千年も前から人類が活用してきた植物の栽培方法で、2種類の植物を、茎を切ってつなぐことで1つの植物体として育てる技術である。この技術をうまく利用すれば、現代の環境問題の解決の糸口になるのではとも考えられている。
 植物は、私たちの生命の源であり、食糧として、家畜の飼料として、エネルギーとして、 二酸化炭素を固定して酸素を生み出す存在として、私たち人類を含む動物にとって無くてはならない存在である。したがって、私たちの暮らしには、植物と共生するための術を持つことが大切である。森林を守ることも育てることも重要で、なおかつ食糧としての農作物を栽培することも重要である。同じ地球上の植物と共に上手に生きていくことがこれまでもこれからも必要である。
 しかし植物と共生する上で、現在の私たちが置かれている状況は決して易しくはない。地球規模の温暖化をはじめとする環境変化・世界的な人口増加・それを支えてきた資源投入型の農業スタイル、いずれもが将来の私たちにとっての植物の栽培を難しくしている。例えば、気温が上がると、土地は乾燥して、植物が育ちにくくなる。土が乾燥すると、土壌中にわずかに含まれていた塩分の濃度が高まって塩害が発生することがある。また、風によって土壌表面が削られて、そこに住んでいた微生物が飛ばされてしまい、植物の成長に必要な栄養が失われてしまうといったことも起こる。このように、環境変化によって植物の栽培も大きく影響される場面が増えてきており、現代では、農作物を育てるために開懇された世界の耕作地のうち、およそ4割が何らかの理由でストレス土壌となっており、私たちの生命を脅かす事態となっている。
 そうした中で今、注目されているのが接ぎ木の技術である。例えば、農作物をストレス土壌でも育つことのできる植物の根の上に接ぎ木して育てれば、ストレス土壤の上で農作物を収穫することが可能である。接ぎ木しても、それぞれの植物の遺伝情報は変わらないから、生態系に及ぼす影響やリスクも抑えることができる。ただし、こうした利便性の高い接ぎ木にも、技術的な制約が知られている。その最たるものが接ぎ木の親和性である。私たち人間の場合も病気の治療で臓器を移植する際には、免疫による拒絶反応が問題となることがあるが、植物の場合も同様である。これまでの2000年を超える接ぎ木の歴史の中で、一般に近縁な植物であるほど接ぎ木は成立しやすく、反対に遠縁になるほどできにくくなっていくことがわかっている。
 以下は、名古屋大学生物機能開発利用センター准教授 野田口理孝博士らの近年の研究成果の一部である。接ぎ木部位の細胞の形態観察をすると、電子顕微鏡レベルでは、接ぎ木した境界面細胞では固い細胞膜が薄く消化され、接ぎ木された植物の細胞同士が互いに密着してつながっている様子が視察された。この細胞の接着の分子機構を明らかにするために、接ぎ木した植物のなかで働く遺伝子の挙動を調べた結果、細胞壁の主要な成分であるセルロースを分解する酵索が活発に働いていることが見いだされ、そのセルロース分解酵素(GH9B3クレードのβ-1,4-glucanase)が接ぎ木の接着を促進する重要な鍵因子であることが判明した。この発見を受けて、実際にセルロース分解酵素を接ぎ木部位に人工的に与えると、接ぎ木の接着力を高めることも分かった。
 さらに、タバコ属植物の茎の一部を中間台木として使って、従来難しかった組み合わせの、地球上最も繁殖するキク科植物の根の上に、タバコ属植物の茎を挟んでトマトを接ぎ木したところ、3ヵ月後に小さな果実を実らすことに成功したという。この技術がすぐに実用化できるわけではないが、未来に社会に有用な知見や技術が生まれることを期待させる。
 嗜好品としてのタバコには全廃を望むが、一方でタバコ属植物の人類社会への貢献の光明が見えてきていることは取りあえず朗報であろう。

参考文献) Science, 07 AUG 2020; 698-702 Cell-cell adhesion in plant grafting is facilitated by β-1, 4-glucanase; Michitaka Notaguchi et al.

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