イネの出穂前後における紫外線(UV-B)損傷と修復能からみた生産性の評価

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09680534
• Research Institution: TOHO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 高柳 進之輔 東邦大学, 医学部, 教授 (00105438)
• Keywords: イネ / DNA損傷 / 紫外線UV-B / 光回復 / 除去修復 / 紫外線感受性 / 修復能 / ゲル電気泳動画像解析

Research Abstract

本年度は、アガロースゲル電気泳動法で、ササシグレ(Oryza sativa var.L.Sasashigure)、コシヒカリ(O.sativa var.L.Koshihikari)、ササニシキ(O.sativa var.L.Sasanishiki)、農林1号(O.sativa var.L.Nourin 1)、ハツニシキ(O.sativa var.L.Hatsunishiki)の5品種を紫外線をカットしたファイトトロン(東北大、共同利用施設)用いてUV-Bを照射し、DNA損傷をCPD形成量として調べた。紫外線(UV-B)によるDNA損傷の度合いはいずれも同程度であった。しかしながら、形成されたDNA損傷の光回復および除去修復能とも備えているが、ササシグレと農林1号は、他の3種(ササニシキ、ハツニシキ、コシヒカリ)にくらべて光回復能が弱いことがわかった。これらの結果は、ササシグレと農林1号が紫外線感受性であることがら、紫外線感受性は光回復能に依存していることを示唆している。即ち、光回復の弱い品種は紫外線感受性であることがわっかた。植物におけるDNA損傷の光回復は除去修復よりも速く起動し、それでも間に合わない場合に除去修復能が働き出すい云われていることから、植物がこの様なシステムを備えていることは、効率の良い方法である。 次いで、今回はササニシキとササシグレの各生育段階について、第1-2葉の時期、3-4葉の時期、5-6葉の時期の紫外線に対する感受性について、DNA損傷の度合い、光修復能と除去修復能などを調べた。この結果、1-4葉までの時期におけるイネのDNA損傷の度合ならびに修復能は、ほぼ同じであったが、5-6葉以後になるとDNA損傷の度合は2割ほど減少した。この理由は、この時期には葉緑体が増加や細胞の肥厚により核DNAに到達する紫外線量の減少が挙げられる。これらの結果、イネの紫外線抵抗性はDNA損傷の修復能力の高いものを示しており、今後日本で栽培されているイネの紫外線抵抗性を調べ、増加する紫外線に対する方法を早急に検討する必要がある。

Research Products

• [Publications] Sutheland,B.M.: "Plant responses to changing environmental stress:cyclobutyl pyrimidine dimer repair in soybean leaves" Photochemistry and Photobiology. 64. 464-468 (1997)
• [Publications] 高柳進之輔: "ゲル電気泳動像画像解析法によるDNAの損傷と修復に関する解析" バイオサイエンス最前線. 21. 18-22 (1997)
• [Publications] 高柳進之輔(分担): "臨界環境における植物の生活、" 東北大学遺伝生態研究センター, 141 (1997)