1994 Fiscal Year Annual Research Report
原形質膜の機能からみた植物のアルミニウム障害及び耐性機構に関する研究
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05660074
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
松本 英明 岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (80026418)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江崎 文一 岡山大学, 資源生物科学研究所, 助手 (90243500)
山本 洋子 岡山大学, 資源生物科学研究所, 助教授 (50166831)
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| Keywords | 高等植物 / 酸性土壌 / アルミニウムストレス / 応答反応 / 耐性 / 障害 / 原形質膜 / イオン輸送 |
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| Research Abstract |
酸性土壌中においてアルミニウム(Al)は、植物の成長、特に根の伸長を阻害する。この根の伸長阻害について、分裂域(meristem)の分裂阻害という観点からの報告はなされてきたが、伸長域(elongation zone)の細胞伸長に対する影響という観点からの報告はなされていない。本年度は、コムギ(Triticum aestivum L.)を用い、根の伸長阻害の機構について、伸長域の細胞伸長に着目して検討した。
(1)播種5日目のコムギにAl処理(20μM AlCl_3、pH4.75)を24または48時間した後、固定し、切片を観察したところ、コントロール(0μM AlCl_3)では根端約1.0から3.5mmの部位において細胞の長さが著しく増加しているのに対し、Al処理を施した根では細胞の長さの増加が著しく低下していた。また、この部分においては表皮より2層もしくは3層目の細胞に横方向への肥大が観察された。
(2)この細胞の伸長阻害の起こっている部位における質的な変化を検討したところ、2層もしくは3層目の細胞にリグニン様物質が沈着していることがフロログルシノールで染色することによって観察された。
(3)また、臭化アセチルを用いてリグニン含量を測定したところ、伸長域にAl濃度に依存したリグニンの沈着がみられた。
(4)さらにAl感受性の異なるコムギ2品種(耐性品種Atlas 66、感受性品種Scout 66)において、Alによる根の伸長阻害の程度と染色によるリグニン様物質の沈着の程度が一致した。
以上の結果から、Alによる根の伸長阻害は、細胞伸長の阻害に大きく依存している可能性が考えられ、根の伸長阻害は、Al処理によって誘導された伸長域のリグニン様物質の沈着が細胞伸長を阻害することによって起こることが推察された。
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[Publications] Kasai,M: "Increase of ATP-dependent H^+ pump activity of tonoplast of barley roots by aluminum stress:Possible involvement of abscisic acid for the regulation." Proc.Third Intl.Symp."Plant-Soil Interactions at Low pH. (in press).
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[Publications] Sasaki,M: "Comparison of the early response to aluminum stress between tolerant and sensitive wheat cultivars:Root growth,aluminum content and efflux of K^+." J.Plant Nutrition. 17. 1275-1288 (1994)
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[Publications] Sasaki,M: "Putative Ca^<2+> channels of plasma membrane vesicles are not involved in the tolerance mechanism of aluminum tolerant wheat (Triticum aestivum L.)cultivar." Soil Sci.Plant Nutr.40. 709-714 (1994)
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[Publications] Yamamoto,Y.: "Quantitative estimation of aluminium toxicity in cultured tobacco cells:cerrelation between aluminium uptake and growth inhibition." Plant Cell Physiol.35. 575-583 (1994)
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[Publications] Sasaki,M.: "Involvement of plasma membrane potential in the tolerance mechanism of plant roots to aluminium toxicity." Plant and Soil. (in press).
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[Publications] Ono,K.: "Synergistic inhibition of growth by aluminum and iron of tobacco(Nicotiana tabacum L.)cells in suspension culture." Plant Cell Physiol.(in press).
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[Publications] 松本英明: ""低pH土壌と植物"の内、植物におけるアルミニウム耐性の生理生化学(分担執筆)" 日本土壌肥料学会, 39(59-98) (1994)
