2015 Fiscal Year Annual Research Report
強酸性土壌に生育する植物のアルミニウム超耐性および好アルミニウム性の解明
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14J06461
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
前島 恵理子 北海道大学, 農学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | アルミニウム / 酸性土壌 / Melastoma malabathricum / フェノリクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. アルミニウム超耐性機構の解明
これまで、アルミニウム（Al）耐性が非常に強い木本植物の、Melrastoma malabathricum（メラストーマ）、Melaleuca cajuputi（メラルーカ）の根には非常に多くのフェノリクスが含まれており、それらにはAlをキレートする能力が認められていた。両植物を、0/0.5mMのAlCl3を含む完全培養液で栽培し、それぞれからフェノリクスを抽出しプロファイルの比較した。その結果メラストーマでは、±Al栽培植物由来のフェノリクスのそれぞれのプロファイルが大きく異なる一方で、メラルーカは処理間でプロファイルがほとんど同じであった。さらに、メラストーマの－Al栽培植物由来のフェノリクスにAlを添加したところ、そのプロファイルは、＋Al栽培植物由来のフェノリクスプロファイルと同じになった。つまり、メラストーマのフェノリクスプロファイルが処理間で異なるのは、フェノリクスがAlと結合した結果であると考えられた。メラストーマの根でのフェノリクスの分布を観察したところ、外皮、内皮、中心柱に多く分布していた。これは、Alの分布と非常に類似している。これらの結果から、根に非常に多くのAlを集積するメラストーマで、その無毒化にフェノリクスが大きく貢献している可能性が示唆された。これらの結果をまとめ国際誌への掲載準備を進めている。
2. 強酸性土壌に生育する植物におけるアルミニウム有益性の解明
メラストーマはAlによって生育が促進されるが、その条件は報告により様々であった。昨年度の実験では、メラストーマに温度ストレスをかけた時にAlによる生育促進効果が認められた。しかし温度ストレス処理時にメラストーマは酸化ストレスを大きく受けていないことも明らかとなり仮説とは異なる生育促進機構が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
非常に強いアルミニウム耐性を持つ植物の根に含まれるフェノリクスの特徴をまとめることができた。これまでに得られた脂質や細胞壁の結果を踏まえて、根の成分とAl耐性についてまとめた論文を近く投稿予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. アルミニウム超耐性機構の解明
メラストーマのAl耐性については根の成分が関与していることが明らかとなり、国際誌への投稿を予定している。
2. 強酸性土壌に生育する植物におけるアルミニウム有益性の解明
メラストーマのAlによる生育促進については、これまでの結果から低温ストレス条件下でAlによる生育促進効果が認められることがわかった。そしてこの症状は特に根で認められた。しかしこのときメラストーマは強い酸化ストレスを受けておらず、Alによる抗酸化活性の上昇により酸化ストレスが軽減されたことにより生育促進が起こるという仮説とは異なり、他の効果により生育促進が起こる可能性が示唆された。この生育促進の要因を明らかにするため、低温ストレス時にメラストーマが根で受けているストレス症状や、さらにそこにAlを与えた時の効果を代謝変動の面から調査する予定である。一方で、メラストーマは葉に非常に多くのAlを集積するため、Alの葉での作用もあると推測できる。またこれまでに光合成との相互作用も示唆されている。そこで光合成において過剰な酸化ストレスが生じると考えられる強光条件下でのAlの効果を調査する。またこれらの調査においてもAlがメラストーマに与える影響を代謝成分の変動などから調べる予定である。
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