発表のポイント 戦後から現在に至る71年間の日本周辺海域のマイクロプラスチック密度変動を調べた。 世界最長の時系列試料解析により、海洋プラスチック汚染の進行は一様でなく、80年代以降30年以上の停滞期を経て、直近10年で急激に汚染が進んでいることが明らかになった。 長年安定していたマイクロプラスチック密度の急激な増加によって、生態系に対するリスクが飛躍的に高まっている。本成果を基盤として汚染影響予測研究の進展が期待される。 研究概要 東京大学大学院農学生命科学研究科の高橋一生教授、宮園健太郎大学院生、大気海洋研究所の山下麗特任研究員、水産研究・教育機構水産資源研究所の田所和明主幹研究員らによる研究グループは、海表面を漂うプラスチックごみの量について、戦後から現在に至る71年間の世界最長の時系列変動を明らかにしました。 海面に浮遊するプラスチックごみ量の長期動向は、プラスチック汚染が海洋生態

研究成果のポイント 東京を含む世界16都市におけるネズミに関する苦情数を解析したところ、多くの都市で苦情数が増加している反面、東京では減少していました。 苦情数の変化を最も説明する要因は平均気温であり、続いて緑被率と人口密度であることが明らかになりました。 これらの環境要因の影響も考慮しながら、各都市に固有の状況に応じたネズミ対策を考えていくことが必要です。 研究概要 リッチモンド大学生物学部のジョナサン・リチャードソン助教は東京大学大学院農学生命科学研究科の清川泰志准教授らと共同で、気候変動や都市化がネズミに与える影響を解析しました。東京を含む世界16都市におけるネズミに関する苦情数を分析したところ、ワシントンD.C.やニューヨーク、アムステルダムなどの11都市では苦情数が増加していました。一方、東京、ルイビルおよびニューオーリンズの3都市では苦情数が減少していました。そして、苦情数増加

研究概要 キイロショウジョウバエを宿主とする寄生蜂ニホンアソバラコマユバチの巧みな生存戦略を支える毒遺伝子の同定に成功しました。この毒遺伝子から作られるタンパク質は、ハエが成虫になるために必要な成虫組織を殺すことで、宿主個体は生かしたまま宿主体内のハチの成長を助け、寄生を成功に導きます。 寄生蜂とは、主に昆虫やクモの栄養を一方的に奪って生活するハチ目の昆虫です。寄生蜂の種類は膨大であり、現在の地球上で最も繁栄している生物である昆虫類約100万種の中の約20%を占めるとも推定され、地球上で最も成功した戦略を持つ動物群の一つです。この繁栄とユニークな生活戦略ゆえに、古くから多くの学者たちが、寄生蜂がどのようにして己の宿主の体を乗っ取って貪り尽くしてしまうのかを問う研究に取り組んできました。しかし、個体の小ささや飼育の困難さのため、寄生を支える分子機構には未だ不明な点が多く残されています。 本研

発表のポイント ハスの花弁は、開花期間(4日間)中に開閉を繰り返しながら伸長することが明らかになりました。 花弁の細胞のサイズを開花前後で比較したところ、着生位置が内側の花弁の基部細胞が最も伸長したことがわかりました。 着生位置が内側の花弁における基部細胞を経時的に観察した結果、これらの細胞は開花時に伸長し、閉花時に収縮することがわかりました。花の開閉時のこれらの細胞の伸縮と、花弁の向軸側と背軸側(注1)の細胞伸縮の差異が花の開閉の原動力の一つとして機能している可能性が示されました。 本研究の結果は、ハスのみならず花が開閉を繰り返す植物種において、その開閉のメカニズムの理解に広く有用な情報となることが期待されます。 発表概要 ハスの花は開花期間中に開閉を繰り返しますが、この開閉に関する先行研究は限定的であり、これまで花弁の形態変化や開閉のメカニズムに関する報告はありませんでした。本研究では

発表のポイント 花粉は植物の作り出すユニークな細胞で、雄しべでつくられて成熟した後は休眠している一方で、雌しべについた後は急速に成長して受精に向かって競争する、という動静相反する性質を併せ持っています。しかし、なぜブレーキ状態から急速に加速できるのか、という疑問はほとんど解明されてきませんでした。 この研究では、あらゆる真核生物で保存されている巨大リン脂質チャンネルタンパク質VPS13の一種を植物が応用して、花粉の急速な目覚めを可能にしていることを明らかにしました。VPS13は花粉が休眠状態から活性化するために必要で、さらにカルシウムシグナル伝達を受けて細胞分泌系を花粉細胞内で正しく局在させることで発芽へと導くことが示唆されました。 本研究成果は、植物生殖の制御や環境変動下での安定的な受精を可能にする技術に繋がることが期待されます。 花粉の活性化時に機能するVPS13の発見 概要 東京大学

発表のポイント 気候変動が緩和されず気温が産業革命前と比較して4℃昇温した場合,東北の「ひとめぼれ」と九州の「ヒノヒカリ」の年間生産額は現在の値に対してそれぞれ93.9%と75.9%へ低下する可能性があります.また,現在発生している生産額の低下はより高頻度で起こると見込まれました. 4℃昇温のシミュレーション結果に基づくと,昇温1℃あたりの生産額の低下(経済損失)は東北で70億円,九州で120億円と推定されます.これは一等米比率の低下に加えて九州では収量の低下が影響しています. これらの影響を緩和するために,田植え日の早期化による収量の確保が晩期化による一等米比率の向上より効果的でした. 現在の品種や栽培状況では生産額の低下を回避することは難しく,気候変動に適応した高温耐性品種の導入と田植え日の調整が必要です. 発表概要 福島大学共生システム理工学類の吉田龍平准教授は,東京大学大学院農学生

ホーム 研究成果 ほ場におけるダイズ子実の計測AIをバージョンアップ: 計測精度の向上と子実分布解析の提案 ――品種選抜の加速に向けた新たな可能性―― 発表のポイント ほ場画像からダイズ個体に実った子実の位置と数量を、自動かつ高精度に計測できる深層学習モデルMSANetを新たに開発しました。 MSANetによってダイズ個体内の子実分布という新しい指標/形質を提案しました。 この新しい指標/形質は収量の推定を大幅に改善するだけなく、コンバイン収穫に適した品種の育種選抜などにも利用できると期待されます。 研究成果のイメージ 概要 東京大学大学院農学生命科学研究科の郭威准教授、Tang Li大学院生、Pieter Blok特任助教、Burridge James David特任助教、農業・食品産業技術総合研究機構(農研機構)作物研究部門の加賀秋人主席研究員による研究グループは、育種ほ場の静止画像や

発表者 宮本　哲也　(北里大学薬学部分析化学教室　講師) 新田　峻平　(東京大学大学院農学生命科学研究科応用生命工学専攻　大学院学生;当時) 本間　　浩　(北里大学　名誉教授) 伏信　進矢　(東京大学大学院農学生命科学研究科応用生命工学専攻　教授) 研究成果のポイント 初期の生命である超好熱菌のアミノ酸代謝酵素TM1270の機能を詳しく調べて、その立体構造から反応メカニズムを明らかにしました。 TM1270は異なる6種類の化学反応を触媒してD-アミノ酸とL-アミノ酸の両方を代謝できるという、前例のない多機能型酵素であることが分かりました。 細菌が自らの生存に必要なD-アミノ酸をどのように合成しているのかを詳しく調べることで、病原菌の増殖を抑える技術の開発などに役立つと期待できます。 研究概要 全ての生命はもっぱらL型のアミノ酸を利用していますが、鏡像異性体のD型アミノ酸も多くの生命現象に関

研究成果のポイント 異なる特性を持つ2種類の植物を組み合わせて植えることで、砂漠化した土地を効率的に緑化できることを実証 植物の種まきから風による土壌侵食が抑えられるまでの過程を、詳細な現地調査で明らかに 北東アジアの砂漠化対策に具体的な目標値を提示し、効率的な草原回復と持続可能な牧畜業の実現に貢献 研究概要 東京大学大学院農学生命科学研究科の甲野耀登助教と、大黒俊哉教授らによる研究グループは、草原地域における砂丘の安定化に取り組む現地施策の有効性を検証しました。近年、気候変動や経済発展に伴う人口・家畜の増加により、草原地域では固定砂丘上の植生が失われ、砂丘が再び移動し始める「再活動化」が問題となっています。研究グループは、この再活動化した砂丘において、現地で行われている植生の回復と砂丘の安定化施策の効果検証を行いました。 本研究では砂丘地における4年間の現地調査により、現地で実施されてい

研究成果のポイント 生物や生態系サービスに対する地方自治体の認識を解明することを目的に、日本各地で制定されている「市の花」の制定傾向を解析しました。 市の花は近年多様化しており、その背景として近年になるほど各市が地域的文脈(地域に根差した価値)を持つ花を選定している傾向が見られました。 地域固有の社会-生態システムや生物文化多様性への理解が地方自治体に浸透していくことが期待されます。 年ごとの市の花の制定件数 (灰色)と地域的文脈を理由に制定される確率(赤色) 研究概要 東京大学大学院農学生命科学研究科の都築洋一助教、東京都立大学理学部生命科学科の大崎晴菜特別研究員、国立遺伝学研究所の川口也和子特任研究員、岡山大学学術研究院環境生命自然科学学域の勝原光希助教をはじめとする研究グループは、日本各地の「市の花」を自治体ホームページから調べ、制定された年との関連を解析することで、市の花が近年にな

発表のポイント 人間活動から放出された反応性窒素が地球環境に与える影響を初めて包括的に評価しました。 反応性窒素の増加が大気や陸域の窒素循環の変化を通じて気候システムに影響を与えていることが明らかとなりました。 人為起源の窒素利用と温室効果ガス排出を同時に削減することによる効果的な気候変動対策に貢献することが期待されます。 発表概要 東京大学大学院農学生命科学研究科の伊藤昭彦教授らによる研究グループは、人為起源の反応性窒素(Nr)(注1)が地球環境に与える影響を明らかにしました。本研究では、人間活動による窒素放出インベントリ、大気化学モデル、陸域窒素循環モデルを用いることで、環境中に放出された反応性窒素が大気中の微粒子や温室効果ガス、さらに陸域生態系の炭素収支に変化を与えることで気候システムに影響を与えていることを初めて解明しました(図1)。炭素循環が大気中の二酸化炭素(CO2)の濃度を介

ホーム 研究成果 C4植物の光合成能力と環境適応力はC3植物よりも進化的に優れている――地球温暖化・気候変動に適応する植物の開発へ期待―― 発表のポイント C4植物とC3植物において光の強さの変化に対する応答を調べたところ、C4植物、C3植物とC4植物の中間型、C3植物の順に光合成誘導と気孔応答が素早く、環境に素早く適応する能力を持っていることが分かりました。 C4植物はC3植物から進化する過程でCO2濃縮機構という機能を獲得し、高温・乾燥地域に適応していると考えられています。この性質が、野外で日常的にさらされている変動光に対してどのように応答しているかを明らかにしました。 本研究成果は、植物が進化の過程で獲得した形質の有用性を証明するとともに、この優れた形質をほかの植物に導入し、将来の地球温暖化・気候変動に適応した植物を作出することの可能性を示しました。 発表概要 東京大学大学院農学生命

発表のポイント 地域内に複数存在する小規模分散型バイオマス発電所が、地域で発生する未利用材を等分してエネルギー利用する場合において、未利用材の燃料コストの合計を最小化するように供給先を決定しました。 この手法を全国158の森林計画区の1つに適用し、地域に1基存在する大規模集中型のバイオマス発電所よりも、複数の小規模分散型発電所へ未利用材を供給する方が、未利用材の単位重量あたりの燃料コストが安くなることを示しました。 発電コストを含めた電力1kWhあたりの総コストは、分散型が集中型よりも高くなってしまいましたが、発電時に発生する熱の利用が可能な小規模分散型発電が、大規模集中型よりもコスト面で有利になる熱利用の条件を提示しました。 発表内容 背景 2012年7月に施行された再生可能エネルギーによる電力の固定価格買取制度(FIT)において高額な買取価格が設定されたことから、間伐材や林地残材からな

7月11日に『東京大学の農場で野菜や果実を育ててみた-美しいトマトの科学図鑑』が刊行されましたのでお知らせいたします。 著者である矢守航准教授より紹介のコメントをいただきましたので掲載いたします。 美しいトマトたち:東京大学の附属農場で育った多彩なトマト品種の魅力 世界中で栽培され、さまざまな料理になって食卓を彩っているトマト。町では最近、赤いトマトだけでなく黄色いトマトもよく目にするようになりました。実は、トマトの品種は日本だけでも300種類以上存在します。本書『美しいトマトの科学図鑑』は、そんなトマトの魅力がいっぱいにつまった一冊です。東京大学 大学院農学生命科学研究科 附属生態調和農学機構で育てられた50種類のトマトを、美しい写真とともに詳しく紹介しています。 本書では、50品種のトマトを科学的に分析。糖度や酸度、旨味といった味の特徴から、季節と味の関係まで、トマトの奥深い世界を紐解

ホーム 研究成果 牧野富太郎博士が命名した植物を使って ダーウィンの研究した自家受精進化の謎を解明 〜新たな植物種の交配など栽培植物の育種の応用へ〜 発表概要 横浜市立大学 清水健太郎客員教授(チューリッヒ大学教授兼任)らの研究グループは、自家受精する植物が持つ遺伝子の変異を実験的に修復して、自家受精を防ぐ祖先植物のメカニズムを回復することに成功しました。 異なる2種間の雑種由来の倍数体植物では他家受精から自家受精への進化が頻繁に見られることが知られていましたが、そのメカニズムは謎に包まれていました(図1左)。そこで、日本を中心に分布する倍数体植物ミヤマハタザオと、牧野富太郎博士が命名したことでも知られる亜種タチスズシロソウをモデル植物(注1)として、ゲノム解析と遺伝子導入実験をおこないました。その結果、他家受精植物では低分子RNAを介して片親ゲノム上にある自家受精拒絶システムが抑制されて

発表のポイント 病原体が分泌する病原性因子には、特定のタンパク質に結合して分解する働きを持つものが数多くあります。その場合、「病原性因子が結合するタンパク質は分解の標的である」と考えるのが一般的でした。 今回、ファイトプラズマの分泌する病原性因子「ファイロジェン」が、植物タンパク質と結合するにも関わらず分解しない場合があることを発見し、その標的選択性が分解装置への輸送の可否により決まることを明らかにしました。 ファイロジェンと結合しても分解されない植物タンパク質は、ファイロジェンの働きを阻害する治療薬として逆利用できる可能性があり、葉化病の予防・治療につながることが期待されます。 発表内容 研究成果概要 東京大学大学院農学生命科学研究科の鈴木誠人大学院生と前島健作准教授らの研究グループは、植物の花を葉に変える細菌タンパク質「ファイロジェン」が宿主タンパク質を選択的に分解する新しい分子メカニ

発表のポイント タンパク質の合成過程(翻訳)での植物の無機栄養の感知とそれに伴うタンパク質合成過程の変化が分子レベルで解明されました。これまで知られていなかった80Sリボソーム複合体がmRNA上を滑って移動するプロセスが翻訳制御に重要であることが明らかになりました。 翻訳を通じた植物の無機栄養の欠乏に対する反応の分子機構が初めて明らかにされました。 この翻訳制御は植物の栄養吸収を担う遺伝子を栄養条件に応じて厳密に発現させるために不可欠な仕組みであり、この仕組みを人為的に変化させることによって、植物の栄養吸収能力を高めたり、栄養をあまり必要としない作物の開発につながる可能性があります。 発表内容 東京大学大学院農学生命科学研究科の藤原　徹教授、理化学研究所生命機能科学研究センター伊藤 拓宏チームリーダー、および理化学研究所開拓研究本部　岩崎 信太郎主任研究員、東北大学大学院生命科学研究科　横

ポイント 稲わらなどの農作物茎葉は腐敗・変質しやすいため、長期的な炭素貯留を想定した低・脱炭素産業への利用が課題でした。農研機構は、常温で酸処理することにより茎葉の繊維を解きほぐしやすくする新技術GrAASプロセスを開発し、埼玉大学、東京大学と共同でこの現象を詳細に解析しました。本手法の利用により、茎葉を繊維・構造資材として利用しやすくするだけでなく、繊維の糖化性1)が向上し、バイオ燃料等などへの変換利用が可能となります。本技術によって、農業から低・脱炭素産業を創出できるものと期待されます。 概要 気候変動の激化に伴い、低・脱炭素への取り組みなど対策の加速が求められています。この対策の一つとして、空気中の希薄なCO2を直接分離回収するDAC(Direct Air Capture)技術が注目されています。農林業は、光合成によって大気中CO2を回収して農作物や木材に変換するDAC技術とみなせま

発表者 山崎 清志(東京大学 大学院農学生命科学研究科 応用生命科学専攻: 特任講師) 大森 良弘(東京大学 大学院農学生命科学研究科 アグリバイオインフォマティクス教育研究ユニット: 准教授) 高橋 宏和(名古屋大学 大学院生命農学研究科 植物生産科学専攻: 准教授) 豊田 敦(国立遺伝学研究所 先端ゲノミクス推進センター: 特任教授) 佐藤 豊(国立遺伝学研究所 ゲノム・進化研究系: 教授) 中園 幹生(名古屋大学 大学院生命農学研究科 植物生産科学専攻: 教授) 藤原 徹(東京大学 大学院農学生命科学研究科 応用生命科学専攻: 教授) 発表のポイント 植物の根が栄養の濃度勾配に曝されると、栄養の濃い方向に根の伸長方向を変えます(栄養屈性 nutritropism)。本研究ではこの伸長方向の変化に植物ホルモンの合成や輸送が関与していることを明らかにしました。 発表概要 東京大学農学生命

発表のポイント 分泌性トライコムに新しい構造を発見し、ネックストリップ(Neck strip)と命名しました。 この構造の発見により分泌性トライコムに物質を貯蔵する機構が明らかになりました。 この成果は植物の病気や害虫抵抗性、有用物質の生産向上に繋がることが期待されます。 発表概要 東京大学大学院農学生命科学研究科の神谷岳洋准教授らによる研究グループは、キュウリのブルーム(果実表面の白い粉)が形成されない変異株を解析することにより、分泌性トライコム(注1)の特定の細胞(neck cell)に形成されるリグニン(注2)が、分泌トライコムに貯蔵された物質が漏れないようにする障壁として機能することを見出しました。この構造は本研究で初めて見出されたことから「ネックストリップ」と命名しました(図1)。ネックストリップは他の植物の分泌トライコムにも存在しており、植物に普遍的な構造であると考えられます。