細胞膜の水透過性に及ぼすアクアポリンの消失と葉菜類の貯蔵性に関する研究

Research Project

Project/Area Number	16658096
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Agricultural environmental engineering
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	大下誠一東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00115693)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	牧野義雄東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 講師 (70376565) 川越義則東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (80234053)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000) Fiscal Year 2005: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000) Fiscal Year 2004: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords	浸透水透過係数 / 低温ストレス / ホウレンソウ / アクアポリン / 目減り / プロトン緩和時間
Research Abstract	水分損失の原困である気孔蒸散やクチクラ蒸散は外部環境以外にも植物体内の水の動的状態や生体膜の状態が深く関わる。植物体内においては細胞膜や液胞膜が水移動の抵抗として果たす役割が大きいので、生体膜の水透過性を制御することができれば水移動を減速させ、蒸散を抑制することができると考えられる。ここで、細胞膜の水透過には水チャネルタンパク質が大きく寄与しているが、水チャネル(アクアポリン)は環境ストレスに応答する。従って、適切な環境ストレスを与えることにより水チャネルを減少させ、細胞膜水透過性を低下させることで蒸散の抑制が可能であると考えられる。そこで、18℃で28日間養液栽培されたホウレンソウを使用して、収穫初期の低温が細胞膜水透過性及び貯蔵性に及ぼす影響について検討した。貯蔵期間を96時間とし、低温区では、初期の24時間を低温(2℃)とし、その後20℃で貯蔵した。低温暴露の24時間は、ホウレンソウの代表的なアクアポリンであるPM28Aが収穫後1〜2日で半減するという本研究結果を基に決定した。また、対照区として20℃一定温度による貯蔵を行った。低温区の試料の浸透水透過係数は24時間後に対照区よりも低い値を示した。また、目減り(初期質量の減少割合:水分損失)は低温区において抑制されており、その時点における目減りの差が貯蔵終期まで維持された。これは、低温区においてアクアポリンが速やかに減少し、その結果、浸透水透過係数が低く抑えられたことによると推察される。以上、本研究により、初期の低温ストレスがアクアポリン発現量の減少に寄与し、代表的な葉菜であるホウレンソウの細胞膜水透過性を低く抑えることが示され、低温処理による貯蔵性の向上が期待される結果を得た。