グリシンベタイン集積型F7トウモロコシの耐塩性とその遺伝子発見機構

积累甘氨酸甜菜碱的F7玉米耐盐性及其基因发现机制

• 批准号: 06660019
• 负责人: 実岡 寛文
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06660019/
• 关键词: グリシンベタイン; 浸透調節; 塩ストレス; RAPD; トウモロコシ; ベタインアルデヒド脱水素酵素

本研究では、グリシンベタイン(ベタイン)の蓄積程度の異なるイネ科植物を供試して塩ストレス下での(1)ベタインの生理的役割を明らかにする、と同時に(2)ベタインの蓄積機構およびそのシグナル伝達機構を解析した。ベタイン合成遺伝子のみを持つベタイン蓄積型系統とそれの欠損しているベタイン欠乏型系を塩ストレス下で栽培し乾物重、水ポテンシャル、相対水分量(RWC)、細胞液のベタイン、Na濃度およびベタインアルデヒド脱水素酵素(BADH)活性などを測定した。その結果、(1)両系統の細胞液Na濃度は、無処理区では約0.2mM、塩処理区では13〜30mMであり、両系統間に差は見られなかった。(2)塩ストレス区でのベタイン蓄積型系統のベタイン濃度は7〜11mMであり,欠乏型系統では0.04〜0.2mMで著しく低かった。(3)ベタイン蓄積型系統では、塩ストレス区でも膨圧が高く維持されたが、欠乏型系統では膨圧が低く、そのためLeaf rollingなどの葉巻程度が大きかった。さらに、ベタイン欠乏型では塩ストレス区でCO2同化速度、気孔伝導度が低く、かつ葉面積拡大速度及び乾物重が低かった。(4)ベタイン集積型では、膨圧の減少とともに葉身のBADH活性が急速に上昇し、その後ベタイン濃度が増加した。ベタイン蓄積型では、ベタインの蓄積とともに膨圧は回復したが、ベタイン欠乏型では膨圧の回復は見られなかった。(5)なお、両系統の遺伝的な違いはRAPDにより解析した。以上の結果、ベタインの主な働きは生体内の水分状態を良好に保持し、さらに光合成速度や葉の伸長を促進することによってストレスによる植物の生長阻害を軽減する。ベタイン合成酵素は塩ストレスにより誘導され、それはストレスにより生じる膨圧の偏導により支配されていることが明らかとなった。

In this study, we analyzed (1) the physiological mechanism of plant growth and (2) the accumulation mechanism of plant growth and (3) the mechanism of plant growth. The dry matter weight, water content, relative water content (RWC), cell fluid content, Na concentration and BADH activity were measured under the condition of accumulation type system, deficient type system and deficient type system. Results: (1) Na concentration in the cell solution of the system was about 0.2 mM in the untreated area, 13 ~ 30mM in the treated area, and the difference between the systems was observed. (2)The concentration of protein in the accumulation system was 7 ~ 11mM, and that in the deficient system was 0.04 ~ 0.2 mM. (3)In the accumulation type system, the expansion pressure is maintained at a high level, while in the deficiency type system, the expansion pressure is maintained at a low level, and the Leaf rolling degree is increased. In addition, the CO2 assimilation rate, pore conductance, leaf area and dry matter weight of the deficient type are low. (4)The concentration of BADH increased rapidly and the concentration of BADH increased rapidly The accumulation type is the accumulation type, the expansion type is the recovery type, and the deficiency type is the recovery type. (5)RAPD analysis is performed on the basis of the genetic information of the system. As a result of the above, the water state in the plant was well maintained, the photosynthetic rate and leaf elongation were promoted, and the growth resistance of the plant was reduced. In addition, the synthesis of enzymes can be induced by the reaction of the enzyme to the reaction of the enzyme to the reaction.

项目成果

Wen-Ju Yang et al.: "Near-isogenic lines of maize differing for glycinebetaine" Plant Physiology. 107(印刷中). (1995)

Wen-Ju Yang 等人：“甘氨酸甜菜碱的玉米近等基因系”，《植物生理学》107（出版中）。

Hirofumi Saneoka et al.: "Salt tolerance of glycinebetaine-deficient and -containing Maize lines" Plant Physiology. 107(印刷中). (1995)

Hirofumi Saneoka 等：“缺乏甘氨酸甜菜碱和含有甘氨酸甜菜碱的玉米品系的耐盐性”《植物生理学》107（出版中）。