2006 Fiscal Year Annual Research Report
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17580015
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
井上 直人 信州大学, 農学部, 教授 (80232544)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
萩原 素之 信州大学, 農学部, 教授 (90172840)
斉藤 保典 信州大学, 工学部, 教授 (40135166)
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| Keywords | 酸化 / 光 / 植物 / ポリフェノール / 一重項酸素 / 過酸化水素 / 呼吸 / 光合成 |
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| Research Abstract |
作物が光合成をする際のエネルギーの移動によって生じる一重項酸素は光の照射にともなって起こる光酸化(正確には、光増感酸素酸化)でも生じるために光老化をもたらす重要な要因となっている。この研究では、化学的には未同定ではあっても光酸化抵抗性機能を有する遺伝子型を簡易に評価する方法を確立して、育種プログラムの特性検定試験に取り入れることを可能にすることをねらったものである。
低温・強光条件の高山地帯に起源し、たえず強い光ストレス環境下におかれて進化してきたソバのような作物は一重項酸素をクエンチングする化学物質を多量に合成して自らの老化を阻止していると推察されるので、それを材料にして評価することは機能性食品や化粧品の素材となる作物を育種する上で極めて重要と考えられる。この研究では、これらの作物の種、品種間差異について一重項酸素のクエンチング能を時間分解計測によって正確かつ詳細に比較検討するとともに、それを簡易に評価する光化学的手法の開発を目指した。光酸素化酸化(光酸化)に対する抵抗性の器官間差異を調査した。
同一環境で栽培して,開花初期と後期の作物体を葉,茎,花器(果実を除去した開花中の小花と蕾),果実に分離し,一重項酸素種は紫外レーザーによる時間分解近赤外分光分析によって評価した。他方、過酸化水素の消去活性は,化学発光のフォトンカウンティングによって評価した。花器の抽出液の一重項酸素寿命は葉,茎,種子よりも短かった。過酸化水素の消去活性は葉と花器の抽出液で高く,また普通ソバはダッタンソバより高い傾向であった。一重項酸素の寿命と過酸化水素消去活性は有意な負の相関関係があった。
今年度は、さらに次のステップに進め、紫外励起レーザーや分光器による活性酸素消去物質の非破壊計測をした。ダッタンソバのルチンとケルセチンの非破壊計測と、クロロフィル、β-カロテン、キサントフィルの非破壊推定を実施し、成功した。これらの成果は、計測自動制御学会や国際誌で発表した。また、イネの根からの自発光(バイオフォトン)が呼吸に伴う酸化であることを示唆した。
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