2025-09-26 国立遺伝学研究所
陸上植物の多くはリン酸吸収を助けるアーバスキュラー菌根菌(AM菌)と共生するが、食虫植物ではその能力が失われていることを福島研究室らが明らかにした。研究チームは、AM菌共生に必須の遺伝子群が植物ゲノムから消失しやすい点に着目し、食虫植物を含む多様な植物のゲノム解析と菌根菌接種実験を実施。その結果、食虫植物の大部分で共生遺伝子が欠失しており、共生能力を放棄していることが判明した。さらに、食虫性は複数系統で独立に進化しており、そのたびに共生喪失が繰り返されていることから、捕食と共生は原則として両立しにくい関係と考えられる。南米原産の若い系統「ブロッキニア・レデュクタ」では共生遺伝子を保持しながら能力が大幅に低下しており、喪失の初期段階にあることも示された。本成果は、植物が栄養獲得戦略を進化の過程で切り替える仕組みを理解する重要な手がかりとなる。
写真:南米ギアナ高地のロライマ山に生育する食虫植物ブロッキニア・レデュクタ(Andreas Fleischmann博士提供)
<関連情報>
- https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2025/09/research-highlights_ja/rh20250926.html
- https://www.nig.ac.jp/nig/images/research_highlights/PR20250926.pdf
- https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.70544
食虫植物におけるアーバスキュラー菌根共生の収束的喪失 Convergent losses of arbuscular mycorrhizal symbiosis in carnivorous plants
Héctor Montero, Matthias Freund, Kenji Fukushima
New Phytologist Published: 25 September 2025
DOI:https://doi.org/10.1111/nph.70544
Summary
- Most land plants form the ancient arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis, while carnivory is a younger trait that evolved in several angiosperm orders. The two biotic interactions similarly help plants acquire mineral nutrients, raising the question of whether they can coexist. However, the mycorrhizal status of carnivorous plants has long remained speculative.
- We surveyed the occurrence of AM-associated genes across carnivorous plant lineages, performed AM fungal inoculation assays, and microscopically evaluated the patterns of colonization.
- We found convergent losses of the AM trait either coincident with or predating the emergence of carnivory. Exceptionally, the carnivorous plant Roridula gorgonias retains symbiosis-related genes and forms arbuscules. The youngest carnivorous lineage, Brocchinia reducta, showed signatures of the early stages of AM trait loss. An AM-associated CHITINASE gene encodes a digestive enzyme in the carnivorous plant Cephalotus, suggesting gene co-option.
- We uncovered a mutually exclusive trend of AM symbiosis and carnivory, with only rare instances of coexistence. These findings illuminate the largely unexplored processes by which plant nutritional strategies evolve and supplant one another over time.
