| 研究概要 |
エチレンは植物ホルモンとして植物の生長,発育,分化,老化の過程で重要な役割を有する。とりわけ園芸作物の収穫後の生理において,老化や成熟機構に深い関わりを有する。一方植物組織は傷害や微生物の感染による病害などのストレスにより顕著にエチレンを生成する。(1)ブロッコリー小花(花蕾)の老化におけるエチレン生成と作用及びその制御:ブロッコリーは小花がまだ緑色のがく片に被われた緑色の未熟な段階で収穫される。ブロッコリーの小花は収穫後常温で急速に老化が進行し,クロロフィルが分解し黄化する。高濃度に小花に存在していたアスコルビン酸(ビタミンC)も急激に減少する。ブロッコリーは収穫に際して,茎から切り離し,葉も除去し流通する。このことが植物体から供給される,水,ホルモン,糖,アミノ酸,無機塩類などの栄養物質,生理活性物質の転流を断つことになり,小花の代謝は著しく変動する。これにより,茎を切断するという傷害の影響と共に小花のエチレン生成を促進し,老化を促進する要因として作用していることが考えられる。エチレン生成の制御にはACC合成酵素,ACC酸化酵素の活性と遺伝子の発現の制御が重要であった。ブロッコリー小花の老化に伴い,ACC酸化酵素の活性は増大し,遺伝子の発現も促進された。このことがエチレン生成の増大と密接に関連した。(2)黒斑病菌に感染したサツマイモ塊根組織におけるエチレン生成とその機構:サツマイモ塊根組織は黒斑病菌に感染すると急速にエチレンを生成する。その生成経路は高等植物に普遍的に見られるメチオニン-ACC経路ではなく,新規な合成機構を有することを明らかにした。すなわち,黒斑病菌感染により,宿主(サツマイモ)細胞の原形質膜のリン脂質よりホスホリパーゼA2の作用により遊離したリノレン酸が,リポキシゲナーゼにより酸化され,解裂して得られたエチルラジカルが二価の銅イオンの酸化によりエチレンに転換するものと推定した。感染組織で生成されるエチレンは酵素の活性誘導,ポリフェノールの合成促進などを通して,罹病組織における代謝の活性化に寄与しているものと考えられる。
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