高温前処理によるイネメソコチル伸長の制御メカニズムの解明と栽培への応用

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インディカ品種Kasalathとジャポニカ品種日本晴を用いて，14時間給水させた種子を40℃で14日間の高温前処理を行い，その後暗所30℃で10日間生育させた。Kasalashでは処理しないメソコチルの長さは約30 mmであったのに対し処理により約120 mmにまで伸長し，日本晴では約5mmが約80mmにまで伸長した。Kasalathの伸長中のメソコチルにおいて，細胞壁の酸による伸展性を測定したところ，高温前処理により約30％の酸による伸展性の増加を観察した。次に，両品種の実生において，メソコチル上部1 cmの部位から細胞壁タンパク質を抽出しエクスパンシン活性を調査した。両品種とも高温前処理によりコントールに比べて抽出タンパク質当りのエクスパンシン活性に変化は見られなかったが，高温前処理によりこの部位のタンパク質量は30から40％増加していたことより，エクスパンシン量は高温前処理により増加することが示された。また，この部位における細胞壁のエクスパンシンに対する反応性を，熱失活させた細胞壁にエクスパンシンを与えることで調査した結果，有意に増大していることがわかった。次に，イネに存在する26のαエクスパンシン(EXPA) 遺伝子，14のβエクスパンシン (EXPB) 遺伝子，3種類のエクスパンシンlike A (EXLA)遺伝子，1種類のエクスパンシンlike B (EXLB)遺伝子の発現量を調べたところ，Kasalathにおいて2種類のEXPAが高温前処理により発現量が増大し，日本晴においては3種類のEXPA，3種類のEXPB，1種類のEXLA発現量が増大した。それゆえ，高温前処理により増加すると考えられるエクスパンシン量は，これらの種類のエクスパンシン遺伝子の発現増加が関与しているものと考えられる。