高等植物の雄性配偶子に対するカルシウムとホウ素の分子機構

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01560075
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 関谷 次郎 岡山大学, 農学部, 助教授 (10035123)
• Keywords: 高等植物雄性配偶子 / 花粉 / カルシウム / ホウ素 / ホスファチジルイノシト-ル / βー1,3ーグルカナ-ゼ / ペクチナ-ゼ

Research Abstract

テッポウユリ花粉を用いて花粉発芽時のカルシウムとホウ素の要求性について再検討したところ、1%寒天を含む固型培地では1mM Ca(NO_3)_2と1mM H_3BO_3が至適濃度であり、いずれかを含まない培地では発芽しなかった。液体培地の至適濃度はこれとは異なり、花粉量が0〜3mg/mlでは、0.4mM Ca(NO_3)_2と0.5mM H_3BO_3が至適であり、5〜10mg/mlの場合ではそれぞれ0.4、0.6mMが至適発芽濃度であった。ユリの花粉発芽はEDTA、EGTAなどのキレ-ト剤、プロテンキナ-ゼCの阻害剤であるH7で花粉発芽が促進された。しかしカルシウムイオノフォア-は発芽に影響せず、また蛋白合成阻害剤であるシクロヘキシイミド(CHI)は発芽を完全に阻害した。これらのメカニズムについては検討中である。
花粉の膜を構成するホスファチジルイノシト-ル(PI)の分子種の分析を成熟花粉を用いて行った。主要な分子種の構成脂肪酸(snー1/snー2)は18:3/18:3、18:2/18:3、18:2/18:2、16:0/18:3、16:0/18:2であった。発芽にともなうPIの変化については、現在検討中である。
花粉発芽には花粉の細胞壁の分解が必要であると考えられる。そこでセルラ-ゼ、ペクチナ-ゼ、βー1、3ーグルカナ-ゼの酵素活性を測定した。セルラ-ゼの極めて低かったが、ペクチナ-ゼ、およびβー1、3ーグルカナ-ゼ活性は粗酵素液で十分検出することができた。そこでβー1,3ーグルカナ-ゼ活性の発芽にともなう変化を追跡した。発芽にともなって本酵素活性は見掛け上変化しなかった。またCa^<2+>をくわえても活性に変化はなかった。しかし、CHIを加えて発芽を阻害したものでは、活性が低下し、正常に発芽するものと異なっていた。βー1,3ーグルカナ-ゼはisoformを持つのでこれらの解析を行うため酸性側に等電点を持つ酵素を精製したところほぼ均一に精製することができた。この酵素をもちいて、さらにβー1,3ーグルカナ-ゼと花粉発芽の関連について検討する予定である。