2020 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of stress response mechanisms in plants through quantitation of auxin and its metabolites
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19K05843
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
宮川 恒 京都大学, 農学研究科, 教授 (10219735)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | オーキシン / インドール-3-酢酸 / 塩ストレス / イネ / IAA代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水耕条件で栽培した発芽後5日のイネ幼苗（品種:日本晴）根部を塩ストレス処理として0.2M NaClを含む水耕液に24時間浸漬した後、植物体を地上部と根部に分け、それぞれ80％アセトン抽出・固相カラムによる前処理の後、LC-MS/MSによりIAAと8種の代謝物を定量した。また植物体に加えて、処理後の水耕液も分析対象とした。その結果、ストレス処理により地上部のIAAグルタミン酸抱合体 （IAA-Glu）の濃度増加が再確認されたのに加えて、根部においてIAAが二段階酸化されたDiOxIAAのアスパラギン酸抱合体（DiOxIAA-Asp）の濃度が半分以下に減 少していることが判明した。
水耕液を分析したところ、根部での減少に対応してDiOxIAA-Aspの顕著な増加が見られた。さらに水耕液ではIAA、酸化IAA（OxIAA）、DiOxIAA、DiOxIAAのグルタミン酸抱合体（DiOxIAA-Glu）も増加していた。水耕液中に検出されたIAA代謝物は塩ストレスによって根部組織が損傷して漏出した可能性が考えられたが、化合物プロファイルが根のプロファイルとは異なっており、ストレス応答として特定の代謝物を積極的に排出した結果と考えられた。またIAAは塩ストレスを与えない対照区の水耕液中にも高い濃度で検出され、イネは水耕栽培条件下でかなりの量のIAAを根から排出していることがわかった。
IAAと検出されたそれぞれの代謝物の総和（総IAA）を計算すると、塩処理により地上部では約1.3倍に増加したのに対し、根部では約1/2に減少、幼苗全体でみても約1/2に減少していた。しかし水耕液中に漏出した分も合わせると総IAAは約2倍の増加となり、塩ストレスに応答してイネのIAAの合成活性が高まったと考えられた。また水耕液中に放出されるIAAとIAA代謝物は総IAAの80％以上に及んだ。
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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
これまで植物体内のIAA代謝プロファイルにのみ注目してきたが、多量のIAAおよびその代謝物が水耕液中に排出されていることが明らかになり、新しい展開があった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の検討結果により、塩ストレスにより多量のIAAおよびIAA代謝物が根から排出されることがわかった。さらにストレスを与えない条件下でもIAAはかなりの量が排出されており、これは今までに知られていない発見である。IAAがイネの個体のみならず、個体間や生物間の相互作用にも影響を与えている可能性があり、生態学分野の研究者に協力を求めて検証方法を探っていきたい。また水耕液中に検出された代謝物のプロファイルは根に含まれる代謝物プロファイルと異なっていることから、漏出ではなく積極的な排出機構が関与していると考えられるが、そのことを確認するため、各種代謝阻害剤をイネに処理して排出される代謝物プロファイルに及ぼす影響を調べたい。また排出に関するイネの品種間差も検討しておきたい。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症による影響で、学会がすべてオンライン開催となり、旅費として使用予定であったものが必要なくなり、そのために次年度使用額が生じた。次年度使用額となったものについては、主に物品費として使用する予定である。
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