ミクロオートラジオグラフ法による木質化細胞壁構築の可視化

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08660203
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 安田 征市 名古屋大学, 農学部, 教授 (80002070)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今井 貴規 名古屋大学, 農学部, 助手 (20252281) ; 福田 忠徳 名古屋大学, 農学部, 助教授 (10023441)
• Keywords: セルロース / ヘミセルロース / リグニン / 樹木 / 細胞壁 / ミクロオートラジオグラフ法 / ラジオトレーサー法

Research Abstract

木質化細胞壁は、主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンより構成されていることが知られているが、それらがどのような形成過程を経てできるのか、あるいはどのような3次元構造を有しているのかは完全にはわかっていない。本研究では、これらの課題を解明するため、各種細胞壁成分の構築過程を追跡することに主眼をおいた。まず、放射性同位元素による特定な構造の選択的標識法とミクロオートラジオグラフによる可視化法を用いて、非セルロース系多糖であるヘミセルロースの不均一な堆積過程を動的に解析した。その結果、キシランやマンナンは2次細胞壁セルロースの堆積時期とほぼ同時期に細胞壁内腔側に求心的に堆積することが明らかとなった。また、特定のヘミセルロースが選択的に放射標識された木質化細胞壁試料を用いて、パルプ化に代表される化学反応中での各種多糖の挙動を追跡することにも応用できることをあきらかにした。次に、リグニン前駆物質の供給機構を解明するため、それらの配糖体(モノリグノールグルコシド)の組織・細胞レベルでの分布や季節変動について調べた。その結果、コブシのリグニン形成において、グアイシアシル型のコニフェリン(コニフェリルアルコール-β-D-クリコシド)はその貯蔵物質として機能しているが、シリンギル型のシリンギン(シナピルアルコール-β-D-グルコシド)は、非木化組織に貯蔵されておりリグニン生合成には直接的に関与していないことが示唆された。また、コニフェリンは過剰生産されたモノリグノールの貯蔵形態ではなく、リグニン形成に先立ち、細胞壁分化初期段階で予め生産されていることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Takanori IMAI: "Determination of the distribution and reaction of polysaccharides in wood cell walls by the isotope tracer technique V." Mokuzai Gakkaishi. 43・3. (1997)
• [Publications] Takanori IMAI: "Determination of the distribution and reaction of polysaccharides in wood cell walls by the isotope tracertechnique VI." Mokuzai Gakkaishi. 43・4. (1997)
• [Publications] Naoyuki MATSUI: "On the behavior of monolignol glucosides in lignin biosynthesis.III." Holzforschung. 50・5. 408-412 (1996)
• [Publications] Naoyuki MATSUI: "Synthesis of radio-labeled monolignol glucosides that have 3- or 5-hydroxygroup on aromatic ring." Mokuzai Gakkaishi. 42・10. 1020-1024 (1996)
• [Publications] Kazuhiko FUKUSHIMA: "Heterogeneous distribution of monolignol glucosides in the stems of Magnolia kobus." Mokuzai Gakkaishi. 42・10. 1029-1031 (1996)
• [Publications] Kazuhiko FUKUSHIMA: "Distribution and seasonal changes of monolignol glucosides in Pinus thunbergii." Mokuzai Gakkaishi. 43・3. (1997)