客观日本

【先驱科研人】解明植物激活免疫系统机制,开发抑制雨水引发病害的农作方式

2025年07月25日 科学家访谈
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Q1. 立志成为研究者的契机是什么?
A1. 在课堂上感受到生物的有趣性

我自幼在鹿儿岛县大隅半岛东侧、自然环境优美的肝属郡长大。因为周围满是植物与农田,所以我对生物整体产生了兴趣。在高中学习生物的过程中,我发现小时候抱有的各种疑问逐渐得到了解答,这让我感到非常有趣。

大学入学考试时,我了解到本科之后还有研究生院,于是萌生了想要更深入学习的想法。进入大学后,从本科时期到现在,我一直从事同一领域的研究。本科时,我对细胞试图通过自身死亡来履行最终使命的“细胞死亡”产生了兴趣,并了解到植物中也存在相同的作用——“免疫应答”。

植物自己无法移动,因此时刻暴露在外界的威胁之下,但它们却具备保护自身并努力生存的能力,这令我感到惊讶且有趣。当时,我得知香川大学新上任的多田安臣教授正在研究植物免疫后,便加入了他的研究室,至今仍在多田教授的指导下持续开展研究。

Q2. 目前正在从事的研究课题是什么?
A2. 植物通过对叶片的刺激来防除感染

目前,我正在以拟南芥为材料,研究植物感知雨水并激活免疫系统的机制。雨水对于植物的生长不可或缺,但也会成为植物感染雨水中所含病原菌的原因。因此,植物为了应对感染风险,在被雨淋时会激活免疫系统,以便在病菌入侵时能快速、强力地进行抵御。

我研究发现,这种反应并非单纯因为被水淋湿,而是由雨水撞击叶片这一机械性刺激引发的。当叶片表面被称为“表皮毛”的绒毛因雨水而弯曲时,钙离子浓度的上升会呈同心圆状扩散,从而激活免疫系统,防治病原菌的感染。

通过解明这种免疫应答的机制,有望开发出不使用传统农药即可抑制雨水引发的病害的农作方式。由于我成长于农户众多的地区,也希望这项研究最终能有助于开发抗病性强的作物。

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拟南芥叶片表面约250微米的表皮毛会感知雨水的机械性刺激,并通过钙离子的流入(绿色发光部分)激活免疫系统。

Q3. 对立志成为研究者的人有何寄语?
A3. 要有自信与挑战精神,客观处事

对于今后立志成为研究者的年轻人,我希望他们不要给自己设限,要持续挑战。我在读博时,开发了实验用蛋白质合成试剂。起初,我只是为自己的研究而开发了这项技术,但后来发现它能惠及许多人,于是成立了销售该试剂的公司。由此我知道了研究成果与商务挂钩,拓宽了我未来的职业选项。我意识到,重要的是不能止步于“要是能成功就好了”,而是要主动去尝试追求新方法。

研究无法单打独斗。需要建立人脉,互相帮助。在指导学生的过程中我也深切体会到,不是单方面地下指令,而是在互相尊重的基础上建立信任关系,重视日常沟通,研究才能顺利推进。

我们身处的环境每天都在变化,世界的研究进展日新月异。因此,我认为重要的是每天脚踏实地地努力,不断获取新知识,不断更新自我以保持竞争力。(TEXT:畑边康浩)

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原文:JSTnews 2025年7月号
翻译:JST客观日本编辑部

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