土壌から吸収されるAlに対する植物の耐性メカニズム

植物对土壤吸收铝的耐受机制

• 批准号: 06271212
• 负责人: 中西 友子
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 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-06271212/
• 关键词: 酸性土壌; アルミニウム; ダイズ; フローサイトメトリー; 細胞周期; 共焦点レーザー顕微鏡; 放射化分析; 中性子ラジオグラフィ

酸性土壌中で活性化したアルミニウムの影響は植物根の伸長阻害として顕著に現れ、しかも幼植物の段階で認められることから、根に於ける細胞分裂が阻害されていると推測されている。本研究ではまず、ストレスを受けたダイズ植物組織(特に根)の細胞周期の測定をフローサイトメトリ法で行った。100μM塩化アルミニウムで処理した水耕栽培中のダイズ根からプロトプラストを分離し、Propidium Iodedeで核染色した後、細胞周期を測定した。アルミニウム処理により細胞周期は、コントロールと比較すると、S期の細胞数が約10%増加し、Go/G1期及びG2/M期は減少することが判った。よってアルミニウムにより伸長を阻害された根は、細胞周期がS期からG2/M期に移行せず停止していることが示された。なお、ストレスを受けた植物根細胞の、フローサイトメトリによる解析は本研究が初めての報告である。次に、根におけるアルミニウムの取り込みを可視化するため、従来のアルミニウム染色法に改良を加えた。そして、lumogallion染色法を用いることにより、共焦点レーザー顕微鏡を使った高感度な根細胞中のアルミニウムの動態解析に初めて成功した。アルミニウム処理時間を変化させることにより、短時間(6時間)で根の分裂組織中に高濃度のアルミニウムが蓄積され、その後経時的に吸収量は減少していくことが、lumogallion蛍光量を測定することにより示された。また、地上部への移行は殆ど認められなかった。本アルミニウム染色法により細胞内の数ng以下のアルミニウムが定量・解析することが可能であることが示された。さらに、培養細胞を用いて同様の実験も行ったところ、細胞内アルミニウム蓄積動態に関する結果は全く異なったことから、酸性土壌におけるアルミニウムストレス解析のためには、植物体自身を用いた研究が重要性であることが示唆された。

酸性土壤中活化铝的作用显着地看作是植物根部伸长的抑制作用，并且在幼苗阶段也观察到，这表明根中的细胞分裂受到抑制。在这项研究中，使用流式细胞仪测量了压力大豆组织（尤其是根）的细胞周期。从用100μM氯化铝处理的水培大豆根中分离原生质体，并在用碘化丙啶进行核染色后测量细胞周期。铝处理表明，与对照组相比，细胞周期增加了S期细胞的数量约为10％，而GO/G1和G2/M相减少。因此，显示出铝延伸的根部被停止，而不会从s相转变为g2/m相。此外，这项研究是对应力植物根细胞流式细胞仪分析的首次报道。接下来，对常规铝染色方法进行了改进，以可视化根中铝的吸收。通过使用Lumogallion染色方法，我们能够使用共聚焦激光显微镜首次成功地分析根细胞中铝的动力学。 Lumogallion荧光的测量表明，高浓度的铝在短时间内（6小时）在根部（6小时）的分生组织中积聚，然后随着时间的推移而变化的吸收量减少。此外，上面几乎没有进展。这种铝染色方法表明，可以定量和分析细胞中NG的铝的铝。此外，使用培养细胞进行了类似的实验，并且有关细胞内铝积累动力学的结果完全不同，这表明使用植物本身的研究对于分析酸性土壤中的铝胁迫很重要。

项目成果

中西 友子: "植物の根に関する諸問題(18)生育中の根および根近傍の土壌中の水分像" 農業および園芸. 70(1). 62-68 (1995)

Tomoko Nakanishi：“与植物根相关的问题（18）生长根和根附近土壤的水分图像”农业和园艺70（1）（1995）。

中西 友子: "中性子ラジオグラフィによる植物試料の水の像" 植物の化学調節. 29. 182-190 (1994)

Tomoko Nakanishi：“植物样品中水的中子射线照相图像”《植物化学法规》29. 182-190 (1994)。