植物の耐塩性とベタイン合成酵素生合成に関する研究

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植物の浸透圧調節機構に関する研究はまだ十分になされていない。我々は多くの重要な作物種において細胞質の浸透圧調節に重要な役割を果すグリシンベタインの生合成に関する研究を行い以下のような結果を得た。植物材料としては穀物として重要性の高いイネ科植物を用いた。(1)大麦緑葉においてはグリシンベタインの蓄積とベタイン合成酵素(ベタインアルデヒド脱水素酵素)の活性は塩濃度の上昇に伴い増大した。我々は先にベタインアルデヒド脱水素酵素を3000倍に精製し,本酵素に対する抗体を得ていたが,抗体によってもベタインアルデヒド脱水素酵素蛋白質レベルの塩による上昇を確認した。さらに我々はIn Vitro translation実験によりベタインアルデヒド脱水素酵素の翻訳可能なmRNAレベルの塩ストレスによる上昇を認めた。(2)耐塩性の高い大麦品種と塩感受性の大麦のベタインアルデヒド脱水素酵素の活性が耐塩性の高低とよく対応するという結果を得た。このことは耐塩性とベタイン合成系が密接に関連することを示唆しており,今後のより詳細な研究に興味が持たれる。(3)イネ科の各種植物におけるベタイン合成系の有無については,十分な知見がないので研究を行った。大麦,小麦,ソルガム,シコクビエについてベタインアルデヒド脱水素酵素の活性を認めることができ,その活性は塩ストレスにより2〜3倍に上昇した。一方ライ麦,イネ,とうもろこし,アワ,ヒエ,キビについては本酵素活性が非常に低く又ベタインの蓄積も非常に少なかった。どのような植物についても低いながら酵素活性を認めることができたことは,イネ科の各種植物がベタイン合成酵素の遺伝子をもっているが,その発現性に差異のあることを示唆している。今後は遺伝子レベルでの研究を展開したい。