ダイズの莢実一斉成熟と植物体の老化は窒素受給による「自己破壊」か

点击翻译按钮获取中文摘要

ダイズの一斉登熟性は葉の老化と密接な関係がある.一般的に葉の老化は出葉が早いもの(下位葉)から順に起こるが,ダイズではなぜ黄の成熟と同調的に葉が一斉に老化に向かうのかについては,ダイズ子実の成長過程に他の作物に比べられないほど大量の窒素を必要とするため,根からの供給量(根粒固定量も含む)だけでは足りず,葉内の機能性タンパク質を壊して,その代謝された窒素を子実に転流させているために起こると提唱されているが,それを支持しない研究結果も報告されており,定説までは立証されていない.そこで本研究は,ダイズの成熟整合性の生理的要因解明に資する目的で,登熟後期に葉が同調的に老化するのは(1)窒素供給のための自己破壊なのか,それとも(2)子実の成熟によるプログラムされた「死」なのかを明らかにする.また,(3)上述のいずれの場合も,機能性タンパク質の分解が起こっているとの予測で,その誘発要因となるタンパク質の同定を行う.平成18年度では,平成17年度に引き続いてダイズの葉が登熟後期に一斉に老化するのは子実への窒素不足による「自己破壊」なのかを検証するために,培養液栽培したダイズの子実肥大中期(R6)に培養液の窒素濃度のみを変え,その後の光合成速度,葉のSPAD値,葉内窒素および可溶性タンパク含量を測定した結果,すべてのパラメーターにおいて,窒素濃度を下げた区では値が低下し・老化が促進されている事が示された.しかしながら,窒素濃度を通常の倍に上げても,葉の老化に影響を及ぼさなかった.この結果は昨年度とほぼ同じ傾向であり,ダイズの子実登熟に伴う葉の老化は,窒素濃度を調節するだけでは制御できず,窒素供給は本質的な要素ではないことが推察された(2007年3月、旦本作物学会において発表予定),一方,葉の老化開始に関わるタンパク質を探索するため,圃揚で標準栽培しているダイズについて,老化開始前後の葉をサンプリングし,2次元電気泳動を用いてタンパク質の動態を解析した結果,老化開始とほぼ同時期に発現するいくつかのタンパク質が見つかり,今後これらのタンパクが葉の老化をどう制御しているかについてさらに詳細に解析する必要がある(2007年3月日本作物学会において発表予定).