植物へレーザーを照射すると生育や花の形が変わることがあります。2024年の Scientific Reports 論文では、グラジオラス ‘White Prosperity’ の球茎へ635 nmの赤色He–Neレーザーを照射し、生育、開花、色素、化学成分、葉の解剖形態、SSRマーカーを調べました。
研究では20 mW・5分処理で多くの生育指標が高くなりました。一方で高出力・長時間処理では逆に生育が低下する条件もありました。旧版の記事では「遺伝子を変える」「変異誘導」と強く表現していましたが、SSRバンドの多型だけから安定したDNA変異がレーザーで生じたと断定することはできません。
635 nm、5・20・50 mWを0.5〜10分照射
研究では球茎へ635 nmレーザーを、5、20、50 mWの3段階、0.5、1、3、5、10分の複数条件で照射しました。植物高、葉数、葉面積、花数、花径、開花日数、球茎形成、クロロフィル、アントシアニン、NPK、糖、フェノール、フラボノイドなど多数の項目を評価しています。
20 mW・5分で最も大きな生育促進
最も良好な値が多かったのは20 mW・5分処理です。例えば植物高は対照約68 cmに対し約117 cm、葉数や葉面積、葉の生鮮・乾燥重、花序や球茎の指標も改善しました。葉脈の厚さや道管径など解剖学的形質にも変化が見られています。
ただし、レーザーなら多いほど良いわけではありません。50 mWや長時間照射では一部の生育・解剖指標が低下し、著者らも高出力・長時間処理の負の影響を指摘しています。
花色や形の違いは見えたが、何世代も固定された品種ではない
照射個体には花や葉の形態変化も観察されました。ここは育種的に面白い結果ですが、実験で見えた形態差が遺伝的に固定され、次世代へ安定して遺伝することまで確認したわけではありません。
放射線や化学変異原を使う突然変異育種と同様の“新品種作出技術”と評価するには、後代での安定性、再現性、原因変異の同定が必要です。
SSRバンドの多型は「DNAに何か違いがある」指標だが、原因変異そのものではない
22種類のSSRプライマーから112本のバンドが得られ、そのうち32本で多型が報告されました。SSR解析は遺伝的差異を検出する手法ですが、バンドの出現・消失だけでは、どの塩基が変わったのか、レーザーが直接その変化を生じさせたのか、形態変化と因果関係があるのかは分かりません。
さらに、レーザー照射はDNAだけでなく活性酸素、ホルモン、代謝、細胞膜、酵素活性などを変える可能性があります。生育促進の結果と、遺伝的多型の結果を一つの因果鎖として扱わない方が安全です。
実用化するなら「照射量の窓」が重要
この研究から最も実用的に読み取れるのは、低〜中程度の光刺激に応答する可能性と、強すぎる処理で効果が失われる“dose window”です。
ただし対象は1品種で、処理条件も特定の装置と球茎に対するものです。他の花卉や作物へ同じ20 mW・5分をそのまま適用できるわけではありません。
今後、後代での形質安定性とゲノム配列の確認まで進めば、レーザーを使った育種処理としての評価もより明確になります。現時点では、赤色レーザーが植物の生育・開花・代謝・マーカー多型へ影響した実験と位置づけるのが適切です。
関連するテーマとして、ダイズ種子への磁場・電場処理は発芽を改善する？――4品種試験では効果は一貫しなかったもあわせて読むと背景がつながります。
関連するテーマとして、コケを6〜10Gで育てると光合成が増えた――IBSH1/AP2-ERFがつなぐ高重力応答もあわせて読むと背景がつながります。
関連するテーマとして、夜の人工光でウキクサは増えた――49日ALAN実験が示す「成長」とストレスの同居もあわせて読むと背景がつながります。
参考文献
- Hassan M et al. Laser-induced changes in the gene expression, growth and development of Gladiolus grandiflorus cv. “White Prosperity”. Scientific Reports. 2024;14:6257. https://doi.org/10.1038/s41598-024-56430-6
コメント