環境ストレスが作物の窒素代謝に及ぼす影響の非破壊・細胞計測による解明

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05404009
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 野並 浩 愛媛大学, 農学部, 助教授 (00211467)
• 研究分担者: 逸見 彰男 愛媛大学, 農学部, 助教授 (40093942) ; 福山 寿雄 愛媛大学, 農学部, 助教授 (90036351)
• キーワード: 非破壊計測 / 細胞計測 / 環境ストレス / 植物生長 / 細胞伸長

研究概要

窒素はアミノ酸および核酸の構成元素であり、植物の遺伝発現、呼吸、光合成、糖代謝においては最も基本的な物質であるが、植物が水分ストレスなどの環境ストレス下におかれたときの窒素代謝に関する研究は不明な点が多い。
これらの不明な点が起こる原因は、代謝物質の分析にあたりこれまでは植物体から単離した組織を粉砕して分析を行っていたため、組織および細胞間での特異的に起こる窒素代謝の系が分析を行うときの粉砕時点で変化していた可能性があり、組織の粉砕程度と部位の混合の程度で実験結果に差異がみられる可能性がある。
これらの不明瞭な点を解決するためには、非破壊・細胞計測による窒素代謝に関する研究が不可欠となる。
植物細胞における非破壊計測のための基礎研究として、ダイズのモヤシ状の苗における細胞水分状態計測を行い、生長が起こっている細胞に特異的な水ポテンシャル場の計測を行った。この生長に伴った水ポテンシャル場は、植物体の茎と根の切断や環境ストレスによっても容易に影響を受け、細胞伸長を直接支配している要因と考えられた。このことから、非破壊状態における生理計測が生命現象を明らかにするためには不可欠であることが明らかにされた。細胞計測を行うさいに、細胞溶液を単細胞から植物生長を妨げることなく抽出する方法を開発することができたため、細胞溶液に含まれる代謝成分を分析することにより、非破壊状態における生理代謝が明らかにできると考えられ、継続して研究を進展させる予定である。

研究成果

• [文献書誌] Nonami,H.: "Direct demonstration of a growth-induced water potential gradient." Plant Physiology.102. 13-19 (1993)
• [文献書誌] Nonami,H.: "The cell water status of carrot somatic embryos during differentiation." Plant Physiology. 102 (Supplement). 32-32 (1993)
• [文献書誌] Fukuyama,T.: "Leaf expansion and growth-induced water potential under transpiring conditions." Plant Physiology. 102 (Supplement). 156-156 (1993)
• [文献書誌] Ikeda,T.: "Cell elongation sustained by growth-induced water potential gradients in tissuecultured plantlets." Plant Physiology. 102 (Supplement). 156-156 (1993)
• [文献書誌] Nonami,H.: "Leaf expansion and growth-induced water potential in transpiring leaves." the 15th International Botanical Congress,Abstracts. 430-430 (1993)
• [文献書誌] Abe,S.: "Distribution of streptavidin-binding proteins in various organisms." the 15th International Botanical Congress,Abstracts. 335-335 (1993)
• [文献書誌] Hashimoto,Y.: "The Computerized Greenhouse:Automatic Control Application in Plant Production" Academic Press,Inc.San Diego,U.S.A., 340 (1993)