2011 Fiscal Year Annual Research Report
イネ開穎時の鱗被の肥大に関与する水と溶質の役割の解明
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23658020
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
小池 説夫 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 東北農業研究センター・生産基盤研究領域, 専門員 (60355279)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 高見 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 東北農業研究センター生産基盤研究領域, 主任研究員 (00355281)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | イネ / 開穎 / 鱗被 / 肥大 / 溶質 / 糖 / 無機塩 |
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| Research Abstract |
イネの開穎における鱗被の肥大については水の流入による肥大と同時に溶質の流入による寄与が示唆されていたが、物質均基盤は明らかでなかった。この点をクロマトグラフィー等の分離・同定手法を用いて解析した。糖ではフルクトース・グルコース等が検出されスクロースは検出されなかった。無機塩ではカリウム・マグネシウム等の腸イオンおよび塩素・硫酸等の陰イオンが検出された有機酸の含有量は少なく、アミノ酸の含有量は極めて少なかった。含有濃度(mM)の高い成分はフルクトース(137.2mM)とグルコース(118.9mM)、カリウムイオン(78.2mM)と塩素イオン(49.8mM)であった。これらの結果、肥大鱗被での浸透圧を構成する溶質成分は、糖としてフルクトースとグルコース、無機塩としては塩化カリウムが主成分であることが分かった。イネの鱗被の肥大に関与する溶質を網羅的に明らかにした最初の例となった。
続いて、開穎前後の鱗被含有のグルコースとフルクトースの経時的変動を解析した。開穎1時間前の葯が穎花中央にある状態の「開穎前・花糸伸長半ば」、および「開穎時」に鱗破を採取し分析したグルコースとフルクトースとも「開穎時」には「開穎前・花糸伸長半ば」と比べて4～5倍の含有量の増加が計測された。これらの糖含量の増加に関わる酵素活性として、鱗被を摩砕遠心分離して得た可溶性画分のpH5.0およびpH7.0で測定したインベルターゼ活性を測定した結果、pH5.0での活性がpH7.0での10倍程度高かった。不溶性画分の懸濁液についてはインベルターゼ活性は検出されなかったことから細胞壁インベルターゼの関与はないと考えたこれらの結果から、開穎時のグルコースとフルクトースの増加は鱗被酸性インベルターゼ活性上昇によると考えた。
以上の解析により、鱗被への溶質の流入に引き続き水の流入が起こり、鱗被が肥大することが示唆された。
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