エアプラントは大気中の水分を吸収して生きているのか-農業をする遺伝子の探索-

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12876074
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture
• Principal Investigator: 田中 重雄 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (30115878)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂田 洋一 東京農業大学, 応用生物科学部, 講師 (50277240)
• Keywords: Air plant / エアプラント / Tillandsia / CAM植物 / 水チャンネル / aquaporin / 吸水機構

Research Abstract

南米産のCAM着生植物であるTillandsia ionantha(エアプラント)は発達した根を持たず、葉部表面の特殊なトライコーム(鱗片)から養水分の吸収を行い、60日間潅水なしで生存できると云われている。本研究は、乾燥に極めて強いエアプラントの特異な吸水機構ならびに生体内水制御機構の解明と、さらに大気中からの水分吸収機構の生理学的・分子生物学的解明を目的としている。
水チャンネルとして知られるaquaporin(アクアポリン)の関与を検討した結果、エアプラント葉の吸水能は、水銀で阻害され、この阻害はメルカプトエタノールで回復したことから、エアプラントはアクアポリンを介した経路で水を細胞内に取り込んでいると推測された。その分子機構を明らかにするため、アクアポリン遺伝子をクローニングしたところ、細胞膜に局在するアクアポリンサブファミリーと相同性の高い4種のcDNAクローンを得た。そのうちの2種(TiPIP1c、TiPIP2a)については全長を含むと推定される1226塩基、1228塩基のcDNAクローンを得、後者のTiPIP2aはその推定アミノ酸配列から、C末端にリン酸化部位を有していると考えられる。また、アクアポリン遺伝子発現の水誘導性をノザン解析で調査した結果、TiPIP2a遺伝子のmRNA蓄積量が浸水1時間後に増加していることが明らかとなった。なお大気からの水分吸収能は、現在検討中である。