2019 Fiscal Year Annual Research Report
Functional analysis of hydrogen sulfide as a signaling substance in stomatal closure induced by salicylic acid
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17K07698
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
山田 直隆 九州大学, 農学研究院, 助教 (20304769)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 気孔閉鎖 / サリチル酸 / 硫化水素 / 活性酸素 / 一酸化窒素 / 8-ニトロcGMP / 8-メルカプトcGMP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サリチル酸(SA)の気孔閉鎖誘導において、孔辺細胞内で硫化水素と活性酸素の過酸化水素の発生が亢進され、これらがシグナル伝達物質として機能していることが明らかとなったので、両物質の関連性を調べた。硫化水素と過酸化水素の発生のピークはSA処理後それぞれ60分および５分であり、活性酸素の発生が先行し硫化水素発生時には処理前と同程度まで減少していた。この硫化水素の発生誘導は、カタラーゼやスーパーオキシド捕捉剤のtironにより抑制されたが、過酸化水素の発生誘導は、硫化水素合成酵素阻害剤アミノオキシ酢酸の影響をほとんど受けなかった。また、硫化水素と過酸化水素の発生は孔辺細胞のクロロプラストで顕著であるので、光化学系Ⅱの反応阻害剤DCMUおよび、シトクロムb6f複合体阻害剤DBMIBの影響を検討し、両者はSAによる硫化水素の発生抑制と、SAの気孔閉鎖誘導抑制することを確認した。以上、SAによる孔辺細胞内の硫化水素の発生は過酸化水素などの活性酸素種の増加が引き金になる、すなわちSAによる気孔閉鎖シグナル伝達において、活性酸素が硫化水素の上流で機能していることを明らかとした。
一方、硫化水素と一酸化窒素の発生を伴う気孔閉鎖では8-メルカプトcGMPおよび 8-ニトロcGMPがcGMPから生成することが明らかであるので表皮細胞中の両化合物を分析した。無処理区では両者ともに微かに検出される程度であるのに対し、SA（10μM）を３時間処理した場合では、8-ニトロcGMP量は著しく増加しその含量は1.1 pmoles/g FWであった。今回、8-メルカプトcGMPの顕著な増加は観察できなかったが、8-ニトロcGMPは一酸化窒素発生下で8-メルカプトcGMPから生成されることから考えると、SAによる気孔閉鎖では8-メルカプトcGMPと8-ニトロcGMPが二次メッセンジャーであるとと推測した。
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