高成長植物

• 植物の成長効率を高める手段
• 遺伝子を導入すると・・・
• 高度な応用によりさまざまな問題の永久的解決が予想されます。
• 夢のような持続可能な循環型社会が実現可能になります。

Phitの高成長植物技術が、世界を救います。

植物の成長効率を高める手段

植物の成長効率を高める手段が、近畿大学の重岡成教授達のグループによって世界で初めて発見されました。

基本・関連特許

ラン藻のFBP/SBPaseとkatE/APX遺伝子導入による 「高等植物の生産性を向上させる方法」	特願　2002-11980 特許第3357909号 米国　11/062891 EPC　99/125331,1
タバコ葉緑体ゲノムへのFBP/SBPase遺伝子導入による 光合成と生産性の向上	特願　2004-59513

遺伝子を導入すると・・・

光合成においては、光と関係する明反応と光と無関係な暗反応があります。 明反応とは葉緑体で光エネルギーを利用してＡＴＰ（アデノシン三リン酸）を合成し、 また水を分解して酸素を放出、水素化合物を生産する反応のことです。 暗反応は、やはり葉緑体で行われ、明反応でつくられたＡＴＰと水素化合物とを消費して二酸化炭素から糖を生成することで、カルビン回路と呼ばれています。 カルビン回路で生成された糖は植物の体を形作るために利用され、また、蓄積されます。 私たちは「カルビン回路」の中でも、他に比べ活性レベルの低い２酵素（フルクトース‐1、6‐ビスホスファターゼ（FBPase）、セドヘプツロース‐1、7‐ビスホスファターゼ(SBPase)）に着目し、水中で育つラン藻の中にこの2種類の酵素の役割を同時に果たす酵素を発見しました。

このラン藻の中に発見された酵素を陸上の植物に活用した実験が右グラフです。 背丈、光合成速度ともに野生株を明らかに上回る結果となりました。 グラフの通り、種まき後18週で高さが野生株の約1.5倍に、光合成能は1.25倍に上昇していることが判ります。 組み込んだ遺伝子がカルビン回路、つまり光合成能を増強し、その結果、最終産物であるショ糖やデンプンが増加、根・茎・葉などが野生株より大きく成長したのです。 カルビン回路を増強することで植物の成長を良くすることができたのは、世界で初めての発見です。 さらに、遺伝子をタバコの葉の葉緑体に組み込む実験にも成功しました。 葉緑体に組み込むことで遺伝子の発現が安定化し、花粉等の飛散による他の植物への伝播が防げます。 タバコの例では光合成は７０％促進され、生産性は５０％も向上しました。

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高度な応用によりさまざまな問題の永久的解決が予想されます。

この発見を用いることで、今後益々懸念される地球温暖化や人口増加に伴う食糧危機に対応できる多くの応用展開が考えられます。

植物の生育促進 樹木、穀類などの栽培期間の短縮 植物体の生育期間の短縮 栽培適地の拡大

多収量 単位面積当たりの収穫量が増加

花持ちの良化 ショ糖の蓄積により花持ちが良くなる

例えば、高生産のジャガイモですが、更に別の遺伝子(AGPase)を導入することによって、デンプン生産性も高いジャガイモを作り出すことが可能になります。 このような操作により作物の生産性を高め、予想される世界レベルでの深刻な食糧危機を永久的に解決できる可能性があります。

同様に、収穫量を増大させた植物の葉緑体内においてワクチン、診断試薬、油、工業用酵素等の有用タンパク質の大量生産も期待できます。

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夢のような持続可能な循環型社会が実現可能になります。

私達の住む地球の現在の環境は、植物達が支え、長い時間をかけて整えられてきたものです。 植物達は空気中の二酸化炭素を固定しエネルギーに変え、酸素を排出することで生活しています。 二酸化炭素を大量に取り込み成長促進する高成長植物が多収量になることで、ゴムやココヤシといった有機資源を原料とする洗剤、ディーゼル油、タイヤ、プラスチックなどの生産増加が見込まれます。 こういった工業材料の生産が拡大すれば、自然環境の破壊に歯止めをかけ、地球温暖化防止にも役立つことになります。

例えば、光合成能力とストレス抵抗性の高いサツマイモを生産効率よく収穫することによって、ガソリン等の燃料として利用することが出来ます。その排気ガスは、再び植物が取り込み、更なる収穫を上げるという、夢のような循環型社会も実現可能になります。 その結果、自然環境の破壊が抑止され、持続的に人類社会が自然と共生できる社会システムの実現が考えられます。 また、エネルギー資源の枯渇という予想される重大な危機に対しても安全に、そして、永久的な解決が可能となるでしょう。 まさに、PhiTの目指す「植物の活力を最大限に活かし地球を救う」という使命に向けての重要な技術です。