矮性形質発現機構における細胞壁と水ポテンシャルの役割に関する研究

Research Project

Project/Area Number	61229007
Research Category	Grant-in-Aid for Special Project Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	桜井直樹広島大, 総合科学部, 助手 (90136010)
Project Period (FY)	1986
Project Status	Completed (Fiscal Year 1986)
Budget Amount *help	¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 1986: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords	細胞壁 / 水ポテンシャル / 矮性 / 浸透圧 / 下胚軸 / 生長 / 水ストレス / 力学的性質
Research Abstract	植物材料として黄化カボチャ芽生えを用い、矮性形質の発現機構における水ポテンシャルの働きを調べるために、水分不足条件を与え、人為的に生長を抑制させた。植物細胞内の浸透圧と、細胞外(細胞間、及び木部導管液)の浸透圧を測定するため、それぞれの液を分離する試みを行った。下胚軸の生長部位から切片を切り出し、ステンレスメッシュをひいたプラスチック注射器の中に縦にならべ、7,000gで遠心し、得られた液を木部導管液(Xylemsap)とした。同じ切片を次に液体窒素で凍結させたのち、融解し、更に遠心し得られた液を細胞内溶液(Cell sap)とした。両者の浸透圧を氷点降下法で測定したところ、正常に生育している芽生えの下胚軸では、生長とともに、Cell sap,Xylem sapの浸透圧は減少し、生長が止まった後も、両者には大きな差が残っていた。水分不足条件で育てた、生長の抑制された芽生えの下胚軸では、Cell sap,Xylem sapの浸透圧は両者とも急激に増加するものの、やはり生育期間を通して、両者の間には大きな差が残存していた。これらの結果は正常な生長でも抑制された生長でも、その生長を制御しているのは細胞内外の水ポテンシャルの差ではないことを示している。逆に言えば、生長の大小にかかわりなく、細胞内外には大きな浸透圧差が存在しており、水を吸う能力は、潜在的にはいつでも持っていることになる。そこで細胞伸長の抑制が細胞壁側の物理的性質の変化でひきおこされているかを調べるため、細胞壁の力学的性質を測定した。正常に生育している芽生えの下胚軸細胞壁は、生長期に粘性及び弾性パラメターの両者が著しく低下するのに対し、水分不足条件下で育てた細胞壁の粘性パラメターは低下するものの、弾性パラメターが低下しないことがわかった。従って細胞伸長の制御は水ポテンシャルではなく、細胞壁側で行なわれていると結論できる。今後矮性品種を用いて研究を進めたい。