植物の乾燥・塩・ストレス初期過程における酸化的ストレス誘導機構の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11640647
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 真野 純一 京都大学, 食糧科学研究所, 助手 (50243100)
• Keywords: 乾燥ストレス / 酸化的ストレス / レタス / 葉緑体 / 活性酸素 / スーパーオキシドジスムターゼ / アブシジン酸

Research Abstract

植物の乾燥ストレスの初期における酸化的ストレス誘導機構を解析した。水耕栽培したレタスの根にソルビトールを与え,経時的に葉を採取した。24時間以内に葉を不可逆的に枯れさせる強い水ストレスを与えると,ストレス処理開始後1時間から葉のカタラーゼとスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)の活性が低下した。アスコルビン酸ぺルオキシダーゼ(APX)など他の活性酸素消去酵素活性,および葉緑体電子伝達活性は影響を受けなかった。24時間では葉をしおれさせるが不可逆的な枯死には至らない程度の弱い水ストレスでも葉のSODだけが特異的に失活した。この水ストレスで失活するのは葉緑体のCuZnSODであることをアイソザイム解析から明らかにした。すなわち,葉緑体CuZnSODは水ストレスの特異的初期ターゲットであることが初めて明らかになった。乾燥ストレスに応答する植物ホルモンであるアブシジン酸(ABA)を葉に与えても葉緑体CuZnSODの特異的失活が再現できた。また,このABAの作用は拮抗的なホルモン作用をもつカイネチンによって抑制された。すなわち,SODの失活は乾燥ストレスに応答したABAのシグナル伝達の一部をになっている可能性が示唆された。一方,除草剤パラコートによる葉の酸化的ストレス誘導では葉緑体APXが特異的な初期ターゲットであることをホウレンソウを用いて明らかにした。また,シロイヌナズナの酸化的ストレス応答に関与するP1-ゼータクリスタリンが新規な酸化還元酵素であることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 真野純一: "植物の環境応答と葉緑体活性酸素代謝"化学と生物. 38. 425-427 (2000)
• [Publications] J.Mano,C.Ohno,Y.Domae,K.Asada: "Chloroplastic ascorbate peroxidase is the primary target of methylviologen-induce photooxidative stress in spinach leaves"Biochimica Biophysica Acta. 1504. 276-288 (2001)
• [Publications] J.Mano,E.Babiychuk 他6名: "A novel NADPH : diamide oxidoreductase activity in Arabidopsis thaliana P1 zeta-crystallin"European Journal of Biochemistry. 267. 3661-3671 (2001)
• [Publications] J.Mano,H,-J.Yoon 他4名: "Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of NADPH : azodicarbonyl/quinone oxidoreductase, a plant zeta-crystallin"Biochimica Biophysica Acta. 1480. 374-376 (2000)
• [Publications] Kimata-Ariga,Y. 他8名: "Differential electron flow around phetosystem I by two C4-photosynthetic-cell-specific ferradoxius"EMBO Journal. 19. 5041-5050 (2000)
• [Publications] Sakihama,Y.,Mano,J. 他3名: "Reduction of phenoxylradicals mediated by monodehydro ascorbate reductase"Biochemical and Biophysical Research Communications. 279. 949-954 (2000)
• [Publications] Juh'ichi Mano: "Oxidative Stress in Plants"Harwood Academic Press(予定). (2001)