チャの根におけるアルミニウムの生育促進効果の要因解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13660063
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 横田 博実 静岡大学, 農学部, 教授 (50115458)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森田 明雄 静岡大学, 農学部, 助教授 (20324337)
• Keywords: アルミニウム / チャ / 生育促進効果 / シュウ酸 / フェノール類 / 細胞壁 / 活性酸素 / 抗酸化系

Research Abstract

チャにおけるアルミニウム(Al)の生育促進効果の要因を明らかにするため、チャ(水耕栽培した1年生挿し木苗、発芽種子根、および培養細胞)をAl処理し、(1)生育、(2)カロース含量、(3)フェノール含量およびフェノール代謝関連酵素活性、(4)細胞壁成分、(5)有機酸含量、(6)膜脂質の過酸化、(7)抗酸化系に関与する物質および関連酵素活性に対する影響を検討した。挿し木苗・種子根は根のみ用いた。それぞれの実験について以下の結果を得た。
1)Alによる生育促進効果は、長期間Al処理した挿し木苗、カルシウム溶液(pH4.2)で短期間Al処理した種子根・培養細胞のいずれでも観察された。2)カロース量はAl処理により低下した。3)リグニンおよび細胞壁結合フェノール量はAl処理により低下した。また、Al処理によりフェニールアラニンアンモニアリアーゼ活性は増加し、ペルオキシダーゼおよびIAAオキシダーゼ活性は低下した。4)Al処理によりペクチン含量が増加し、酸性糖の割合が増加した。5)葉部シュウ酸およびアスコルビン酸含量はAl処理により増加した。6)脂質の過酸化はAl処理により軽減された。7)過酸化水素量は組織化学的観察からAl処理により低下した。抗酸化系の関連酵素活性は、程度の差はあるがいずれもAl処理により増加する傾向を示した。
以上の結果から次のように推察した。a)チャにおけるAlの促進効果は、Alのなんらかの生理的機能により発現している。b)Al処理がシュウ酸・アスコルビン酸代謝に関与している。c)Alによって、カロース蓄積の減少、抗酸化系の活性化による過酸化水素など活性酸素の減少、及びリグニンや壁エステル結合フェノールの減少がおこり、結果として細胞伸長性の増加やagingの抑制がおこることが、Alによる根の生育促進効果(Al処理・無処理区の生育差)の要因である。