生理活性物質JAとABAの多面的相互作用の解明及び圃場で効果的なJA誘導体の合成

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14560031
• Research Institution: Hiroshima Prefectural University
• Principal Investigator: 近藤 悟 広島県立大学, 生物資源学部, 教授 (70264918)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀬戸 秀春 理化学研究所, 植物機能研究室, 専任研究員 (40175419) ; 平井 伸博 京都大学, 国際融合創造センター, 助教授 (00165151)
• Keywords: 生理活性物質 / ジャスモン酸 / アブシシン酸 / ファゼイン酸 / ジヒドロファゼイン酸 / キサントキシン

Research Abstract

生理活性物質ジャスモン酸(JA)とアブシシン酸(ABA)の果実発育への影響およびこれらの相互関係の解明のため、リンゴ果実の発育過程での果肉および種子における、ABA生合成の上流物質であるキサントキシン(XAN)から下流のジヒドロファゼイン酸(DPA)までの代謝を検討した。モル換算で、未熟果でのXAN濃度はABA濃度に一致した。また追熟過程の進行とともに、XANは減少し一方ABAは増加した。プレクライマクテリックおよびクライマクテリック期で、ABA濃度はXAN濃度より高かった。追熟果でのXANの低濃度はABAへの急速な転換を示唆した。XAN濃度は種子中では未熟期に高かったが、種子成熟に向けて減少し、一方ABAは増加した。すなわち果肉および種子の両者において、XANの減少はABAの増加につながり、このことはABA前駆体としてのXANの役割を示すものと考えられた。果肉においてファゼイン酸(PA)はABAと同様に変化した。epi-DPAの最大値はABA最大値の67%であり、一方DPAの最大値はABAの11%であった。それゆえ、epi-DPAが果肉におけるPAの主要代謝物であるかもしれない。一方、種子においてはDPAがPAの主要代謝物であった。リンゴ果実のアントシアニン蓄積に、JAはエチレンと独立して関連していることを以前に明らかにしたが、圃場で処理した場合天然型JAは分解しやすいため、安定的な効果を保つJA誘導体の合成を行った。いくつかの誘導体合成を試み効果的な誘導体のスクリーニングを行った。マンゴー果実において、発育期におけるJAとメチルジャスモネイト(MeJA)を定量した。果皮および果肉中のJA濃度は果実発育初期に高く、発育中に一度減少した後、成熟期に再び増加した。果皮のJA濃度は果肉のそれより高かった。JAと異なり、果肉の1-アミノシクロプロパン-1-カルボン酸(ACC)の濃度は果皮より高かった。この結果はJAとACCの両者は果実成熟に関与するが、それらは異なった役割を演じるかもしれないことを示す。種子中のJAは成熟に向けて減少した。マンゴー種子は休眠を持たないことと関連するものと考えられた。貯蔵中のジャスモネイトの推移も検討した。果皮と果肉のジャスモネイトは貯蔵果で増加した。加えて、JA濃度の増加は水分損失の顕著な果実で大きかった。このことは、果実の老化中に起こるJA蓄積は水分損失と関連すると考えられた。マンゴー果実のプレクライマクテック期とクライマクテリック期でのJA処理が内生ABA濃度に及ぼす影響を検討した。プレクライマクテリック期では内生ABA濃度に大きな変化はみられなかったが、クライマクテリック期でのJA処理は内生ABAを減少させた。クライマクテリック期ではエチレン濃度も高いことから、JAとABAの関係にエチレンも関連していると考えられた。

Research Products

• [Publications] Kondo, S., F.Yazama, K.Sungcome, E.Kanlayanarat, H.Seto: "Changes in Jasmonate of Mangoes during Development and Storage after Varying Harvest Times"Journal of the American Society For Horticultural Science. 129(2). 152-157 (2004)
• [Publications] Sutthiwal, S., S.Kondo, N.Hirai, H.Ohigashi: "Xanthoxin, abscisic acid and its metabolite levels associated with apple fruit development"Plant Science. 166. 493-499 (2004)