硫化水素と活性酸素種、エチレンのアントシアニン蓄積における役割の解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K06329
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 坂本 勝 近畿大学, 生物理工学部, 講師 (90446378)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 硫化水素 / アントシアニン / 栄養欠乏 / エチレン / 活性酸素種

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、植物において未だ解明されていない硫化水素シグナルの全体像を明らかにすることである。本研究では、硫化水素処理によりレタス葉に誘導されるアントシアニン蓄積現象に関して、その現象の詳細の解明とシグナル因子の探索を行った。昨年度までに、処理方法の確立を行い、栄養欠乏環境下で水耕栽培培養液に硫化水素ナトリウムを処理することで、効率的にアントシアニン蓄積が促進されることを明らかにした。また、栄養欠乏条件のみでもアントシアニン蓄積が誘導され、葉において硫化水素が蓄積していることが明らかとなった。このことから、栄養欠乏時のアントシアニン蓄積に硫化水素がシグナル因子として機能することが示唆された。
本年度は、このアントシアニン蓄積のシグナルに関わる因子の調査を行った。硫化水素ナトリウムにエチレン前駆体のACCを共処理するとアントシアニンの蓄積が促進された。このことから、硫化水素誘導性アントシアニン蓄積にエチレンが関与していることが考えられた。次に、硫化水素ナトリウムにエチレン阻害剤のSTSを共処理するとアントシアニンの蓄積に変化は生じなかった。よって、エチレンシグナルの下流で硫化水素がアントシアニン蓄積に関与する可能性が示唆された。さらに、硫化水素ナトリウムに過酸化水素を共処理するとアントシアニンの蓄積が促進された。このことから、硫化水素誘導性アントシアニン蓄積に活性酸素種がシグナルとして関与していることが考えられた。また、ハツカダイコンにおいて、栄養欠乏条件が塊根と葉の生育に影響を与えることをこれまでに報告している。そこで、ハツカダイコンにおける硫化水素ナトリウム処理の影響も調査した。その結果、栄養欠乏の有無にかかわらず、生育や塊根のアントシアニン蓄積に影響を与えなかった。よって、レタス葉とハツカダイコン塊根のアントシアニン蓄積の機構は異なることが示唆された。