1998 Fiscal Year Annual Research Report

植物のストレス応答における新規な全身的シグナル伝達系の解析

Research Project

Project/Area Number	09876092
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	道家紀志名古屋大学, 農学部, 教授 (80023472)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	吉岡博文名古屋大学, 農学部, 助手 (30240245)
Keywords	局部的オキシダティブバースト / 全身的オキシダティブバースト / 活性酸素生成反応 / 植物の全身的シグナル伝達 / エリシター刺激 / 過酸化水素 / ジャガイモ植物 / タバコ植物
Research Abstract	微生物の感染、異物の侵入、傷害刺激などを一部に受けた植物個体は、直接刺激を受けた組織のみならず全身的に、代謝変動と物質生産を速やかに起こす。刺激を受けた直後の組織では、その場で活性酸素生成反応(オキシダティブバースト:OXB)を急速に高めるが、この局部的なOXB誘導が全身的なOXBをも誘導する現象を見出した。これは、植物のストレス応答における新規な全身的シグナル伝達現象の存在を示唆した。本研究では、ジャガイモ塊茎組織およびその複葉ならびにタバコ植物の葉および個体を用い、局部的OXB誘導物質(菌体エリシター)の局部的刺激処理により、全身的OXBの発生を2種の活性酸素生成測定方法(ルミノールを介した化学発光測定および組織外シトクロムCのSOD感受性還元活性の測定)を開発・解析し、次の成果を得た。1.切断ジャガイモ組織表面へのエリシター処理で、切断後3時間以内は応答がないが、それ以後徐々にOXB応答が現れ、その二次元的発生の可視化・定量を可能にした。2.ジャガイモ塊茎の下端と上端を切断した加齢スライスで、下端断面へのエリシター処理で局部的OXBを誘導すると、数分のラグタイムを経て、上端切断面にOXBが発生した。3.加齢した縦切断塊茎スライスの側壁の一部をエリシター刺激すると、切断面上に、処理部付近から放射状に刻々とOXBが展開した。4.局部的OXBを担うO_2^-生成NADPH酸化酵素系を各種の阻害剤(Ca^<2+>キレート、Ca^<2+>チャネルブロッカ一など)およびカタラーゼやラジカルスカベンジャーの共存下の誘導刺激では、全身的OXBの誘導はなかった、過酸化水素が二次的刺激と判明した。5.全身的OXBの発生基盤は、O_2^-生成NADPH酸化酵素に依存するものと推察された。6.サリチル酸が全身シグナルと考えられているタバコ植物で、一部葉へのエリシター処理が、同一葉の中のみならず、葉柄を経て茎に、茎から他の葉に、サリチル酸関与以前の早さで、OXBを誘導した。7.これらの新現象から、局部的OXBと全身的OXBの発生をつなぐ全身的シグナルシステムの存在を提唱した。

Research Products

(4 results)

All Other

All Publications (4 results)

[Publications] Park,H.-J.: "Induction of a sub-systemic oxldative burst by ellcltor-stimulated local oxidative burst in potato plant tlssues : a possible systemic signaling in systemic acqutred resistance." Plant Sci.138. 197-208 (1998)
[Publications] Park,H.-J.: "Physiological mechanism of a sub-systemic oxidative burst triggered by elicitor-induced local oxidative burst in potato tuber slices." Plant Cell Physiol.39. 1218-1225 (1998)
[Publications] Doke,N.: "The oxidative burst roles in signal transduction and plant stress.In : Scandalious, J.G. (ed.) Oxidative burst and the molecular Biology and Antioxidant Defense(分担)" Cold Spring Harbor Laboratory Press., 890 (1997)
[Publications] 道家紀志: "オキシダティブバーストと抵抗正発現.山田哲治・島本功・渡辺裕一郎監修、分子レベルからみた植物の耐病性.(分担)" 秀潤社、東京, 204 (1998)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

植物のストレス応答における新規な全身的シグナル伝達系の解析

Principal Investigator

道家 紀志 名古屋大学, 農学部, 教授 (80023472)

Research Products

[Publications] Park,H.-J.: "Induction of a sub-systemic oxldative burst by ellcltor-stimulated local oxidative burst in potato plant tlssues : a possible systemic signaling in systemic acqutred resistance." Plant Sci.138. 197-208 (1998)

[Publications] Park,H.-J.: "Physiological mechanism of a sub-systemic oxidative burst triggered by elicitor-induced local oxidative burst in potato tuber slices." Plant Cell Physiol.39. 1218-1225 (1998)

[Publications] Doke,N.: "The oxidative burst roles in signal transduction and plant stress.In : Scandalious, J.G. (ed.) Oxidative burst and the molecular Biology and Antioxidant Defense(分担)" Cold Spring Harbor Laboratory Press., 890 (1997)

[Publications] 道家紀志: "オキシダティブバーストと抵抗正発現.山田哲治・島本 功・渡辺裕一郎 監修、分子レベルからみた植物の耐病性.(分担)" 秀潤社、東京, 204 (1998)

道家紀志名古屋大学, 農学部, 教授 (80023472)

[Publications] 道家紀志: "オキシダティブバーストと抵抗正発現.山田哲治・島本功・渡辺裕一郎監修、分子レベルからみた植物の耐病性.(分担)" 秀潤社、東京, 204 (1998)