2009 Fiscal Year Annual Research Report
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21580078
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
山本 洋子 Okayama University, 資源生物科学研究所, 教授 (50166831)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 孝行 岡山大学, 資源生物科学研究所, 助教 (60362985)
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| Keywords | アルミニウム / エネルギー代謝 / 糖輸送体 / 細胞伸長 / 有機酸 / カロース / 光合成 / 液胞インベルターゼ |
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| Research Abstract |
アルミニウム(Al)による細胞レベルでの障害は、細胞伸長阻害と増殖能の低下(細胞死)であり、本研究は、この二つの現象の誘発機構を、糖代謝(エネルギー代謝)に焦点を当てて解明することを目的としている。これらの現象と強くリンクして、細胞内の遊離糖含量の低下がみられるが、遊離糖含量の低下は、水吸収の阻害を引き起こすことで、細胞伸長阻害の要因の一つと考えられ、さらに、細胞内ATP含量の低下を引き起こし細胞死の誘発に至る可能性が考えられた。そこで、本研究では、Alによる遊離糖含量の低下の機構について、糖の取り込みと、糖の消費の両面から、タバコ細胞を用いて解析した。その結果、タバコ細胞における糖の取り込み経路は、主として、細胞壁局在のインベルターゼによって培地のスクロースがヘキソースに分解され、ヘキソースとして取り込む経路であること、Alは細胞壁インベルターゼ活性を阻害しないが、ヘキソースの取り込みを阻害することを見出した。一方、Alは、糖の取り込みのみならず、細胞内の遊離糖の消費も促進し、遊離糖を何らかの形態で細胞外へ放出することを見出した。この放出される物質について、クエン酸やカロースの可能性を考えたが、これらがAl処理によって培地に放出される量は、細胞内遊離糖含量の消費量よりはるかに少なく、他の形態で放出されていることが示唆された。
一方、植物体において、根におけるAl処理により、光合成産物の根への転流量が増加する。この現象は、植物体全体で根におけるAlストレスを防御する機構の存在を示唆している。本年度は、根部のAl処理で、一過的であるが光合成量(二酸化炭素吸収量)の増加が観察され、また、根端細胞の液胞インベルターゼ活性の増加を見出した。これらが、転流量の増加に関わる可能性が示唆された。
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