2011 Fiscal Year Annual Research Report
農作物の細胞・組織レベルにおけるオゾン防御機構の解明
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21248030
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小林 和彦 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (10354044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 治人 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (60225886)
山川 隆 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (20134520)
寺島 一郎 東京大学, 理学系研究科, 教授 (40211388)
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| Keywords | オゾン / イネ / コムギ / 光合成 / アポプラスト / 活性酸素 / アスコルビン酸 / 収量 |
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| Research Abstract |
葉の気孔経由で取り込まれたオゾン量に基づくオゾンドウスによって、中国の開放系オゾン暴露実験で観測されたコムギの収量低下を的確に記述できた。その際、実験に用いた4品種のうち、1品種が他の品種よりもオゾンの影響が大きかった。ヨーロッパの実験結果よりは、中国の実験結果のほうが収量低下が大きく、品種の違いによるものと考えられた。
オゾンを含む酸化ストレスへの植物の応答で重要な役割を果たすSOD遺伝子の発現量を解析した。細胞質性のSOD遺伝子の発現量に変化が見られなかったのに対し、ミトコンドリア性、葉緑体性、ペルオキシソーム性のSODは、いずれも遺伝子発現量が有意に減少した。過酸化脂質の指標であり、様々なストレスのマーカーとなるTBARSの値は、オゾン曝露開始24時間後に有意な増加を示した。染色試薬を用いて活性酸素の発生部位を継時的に観察したところ、オゾン曝露開始24時間から48時間に、葉脈に沿う斑点状に活性酸素の発生が見られた。しかし、活性酸素の発生源の一つであるとされるNADPHオキシダーゼには、比活性の有意な変化が見られなかった。
植物の気孔開閉におけるアポプラスト(細胞壁を主体とする細胞膜外の葉組織)の役割を明らかにするために、高CO2濃度への気孔閉鎖応答を、剥離表皮を用いた実験系で調べた。その結果気孔閉鎖のシグナルが、アポプラストの液相を通じて、葉肉(葉の内部組織)から伝えられていることが明らかになった。
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