主要花きに含まれる糖質の花弁細胞への蓄積機構の生理・生化学的解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15380030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: National Agricultural Research Organization
• Principal Investigator: 市村 一雄 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 花き研究所・生産利用部流通技術研究室, 室長 (20355712)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木幡 勝則 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 野菜茶業研究所・機能解析部茶品質化学研究室, 室長 (70355618) ; 中山 真義 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 花き研究所・生産利用部流通技術研究室, 室長 (40237475) ; 棚瀬 幸司 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 花き研究所・生産利用部流通技術研究室, 研究員 (30355713) ; 山田 邦夫 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科園芸科学研究分野, 助手 (30345871)
• Keywords: バラ / 糖質 / キンギョソウ / 細胞内局在性 / 液胞 / マンニトール

Research Abstract

バラ花弁において、疎水性溶媒密度勾配遠心分画法とinfiltration-遠心法を組み合わせることにより、糖質の細胞内局在性を明らかにする方法を開発した。さらに、透過型電子顕微鏡写真から、液胞、細胞質およびアポプラストの体積比を算出し、この結果と組み合わせることにより、液胞、細胞質およびアポプラストの糖質濃度を算出した。その結果、いずれにおいても開花にともないグルコースとフルクトース濃度が著しく上昇することを明らかにした。
キンギョソウではマンニトール、フロックスでは2-C-メチルエリトリトール、リンドウではゲンチオビオースとゲンチオトリオース、カーネーションではピニトール、トルコギキョウではD-ボルネシトール、スイートピーではL-ボルネシトールが主要な構成糖質であることが明らかにされていた。これらの物質は他の植物において、転流糖質であることが示唆されていたので、放射性同位元素を用いて、転流糖質として機能しているか調査した。その結果、いずれの植物においても転流糖質はスクロースであること、またこれらの物質は転流糖質ではないことを示した。
キンギョソウにおいて、マンニトールは主要な構成糖質の一つであり、マンニトール処理により花穂先端部の老化が抑制され、花穂伸長が著しく促進される。この機構について放射性同位元素を用いたトレーサー実験等により解析を進め、マンニトール処理は花穂先端部へのマンニトールの移動を促進し、結果として花穂先端部の糖質濃度を低く維持し、浸透ポテンシャルの低下を抑制することを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Ichimura, K., Kawabata, Y., Kishimoto, M., Goto, R., Yamada, K.: "Shortage of soluble carbohydrates is largely responsible for short vase life of cut 'Sonia' rose flowers"Journal of Japanese Society for Horticultural Science. 72. 292-298 (2003)
• [Publications] Enomoto, H., Nakayama, M., Kohata, K., Yamaguchi, Y., Ichimura, K.: "2-C-methyl-D-erythritol is a major carbohydrate in petals of Phlox subulata possibly involved in flower development"Journal of Plant Physiology. (In press). (2004)