生きた植物の情報伝達機構に関する基礎研究

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リン欠乏植物におけるバナジウム吸収植物においてバナジウムは主に根に蓄積されることが示されているが、5価のバナジウムであるバナジン酸と植物に必須であるリン酸の化学形態は類似であり、PETIS(Positron Emitting Tracer Imaging System)法を用いたこれまでの測定から、リン酸欠乏に陥ったササゲはバナジウムを容易に地上部まで移行させることが明らかとなっている。この地上部へのバナジウム移動度の上昇がリン酸欠乏に応答した植物のリン酸輸送機構を介したものであるか解析した。植物体内におけるリン酸輸送機構に関しては、地上部へのリン酸の移行が少ないために生育不全を生じるシロイヌナズナのphol変異体を用いた実験から、地上部へ輸送されるリン酸の多くは導管を経由することが示されている。^<15>Oで標識した水をトレーサーに用いたPETIS実験から、ダイズは暗条件にすると蒸散流が完全に停止することが示されたことから、ダイズにおけるバナジウムの移動性を蒸散の有無で測定した。これまで用いたササゲ同様に地上部へのバナジウム移行量をリン酸欠乏処理の有無で比較したところ、蒸散のある明条件ではダイズにおいてもリン酸欠乏処理を施した植物が対象区に比べてバナジウムの移行が多いことが示された。しかし暗条件における地上部へのバナジウムの移行量を比較したところ、これまで示されていたリン酸欠乏処理によるバナジウムの移行量の上昇が示されなくなった。これはバナジウムの移行に蒸散流が関与していることを示しており、またリン酸欠乏処理により活性化されるリン酸吸収機構は導管までの輸送が中心であることを示唆するものであった。シンプラスト-アポプラスト間のリン酸輸送は不明な点が多いが、バナジウムも同様な経路により地上部へ輸送されている可能性が高いことが本研究から示された。