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タロイモ類の中で主にサトイモ品種土垂および品種〓芋におけるアルミニウムストレス障害発現およびアルミニウム耐性の機構に関する検討を進めた。その結果、〓芋は、土垂よりも顕著にアルミニウム耐性を有していることが示された。土垂におけるアルミニウムストレスによる障害発現は、地上部よりも根において著しく認められた。根では、冠根の崩壊や特に根の先端部において表皮組織の開裂が走査電顕で観察され、また、エバンスブルー染色により原形質膜損傷が根の先端部で顕著に発生することが明らかになった。根におけるアルミニウム含量は、〓芋よりも土垂で多かった。特に根の先端部では、アルミニウムが多量に集積されていた。さらに、アルミニウムが集積している根の先端部では、脂質過酸化が顕著に発生していることがシッフ試薬染色により示され、活性酸素が障害発現の一要因として強く関わっていることが推察された。
本研究では、サトイモの根の先端部に限定して発達したシュウ酸カルシウム結晶を含む異型細胞が、皮層の周辺に管状に配置している構造「結晶異型細胞管状帯」を見出した。アルミニウムは、この結晶異型細胞管状帯の外側で多く、その内側では少なかった。このことから、結晶異型細胞管状帯が、アルミニウムの根内部への進入を一時的に制限している可能性が示された。シュウ酸、リンゴ酸、クエン酸などの有機酸は、生体内外においてAlとキレートしてAlを無毒化させることが知られている。土垂と〓芋の根における各種有機酸含量を測定したところ、両品種ともシュウ酸が多く含まれ、かつ、土垂よりも〓芋においてシュウ酸が多く含まれていた。根からのシュウ酸分泌量を検討する必要があるが、サトイモではアルミニウム耐性にシュウ酸が強く関与していると考えられた。今後は、結晶異型細胞管状帯の機能の検討や上記2品種を用いた遺伝子解析なども行う予定である。
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