イネ-ヒエ間高度選択性除草剤開発に向けての基礎的研究

水稻、稗草高选择性除草剂研制的基础研究

基本信息

批准号：
15780010
负责人：
春原由香里
金额：
$ 2.3万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

キンクロラックに対して感受性を示すイヌビエでは、処理後にエチレンの前駆物質である1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC)含量の増加やACC合成酵素活性の増大、またそれに伴うエチレン発生量の増加、シアン化物の蓄積が起こる。これに対し、抵抗性を示すイネでは、これらの増大や蓄積が起こらないことから、キンクロラックの両植物種間での高い選択性は、主にエチレン生合成系の反応の差に起因するシアン化物蓄積量の差により引き起こされていると推定されている。これまで我々は、キンクロラックに対して感受性を示すトウモロコシやタイヌビエでは、光照射下において本剤の作用が増強することから、光で増加する葉部での活性酸素等が作用発現に関与している可能性を示唆し、さらに、本剤によるイネ-タイヌビエ間の高度選択性の発現に両植物種間での抗酸化能の差も関与している可能性があることを報告してきた。しかし、キンクロラックの生育抑制作用は、光照射下で増強されるものの、暗条件下でも、ある程度起こることが観察されていた。そこで本年度は、キンクロラックの作用メカニズムの詳細を解明することを目的として、本剤の暗条件下での症状と生育抑制作用の有無、そして、生育抑制作用が確認された場合、その要因について検討を行った。その結果、本剤の生育抑制作用は光照射下だけでなく、暗条件下でも引き起こされることが実際に示された。また、共焦点レーザー走査顕微鏡によって、本剤処理後の根部観察(活性酸素発生の検討)を行った結果、キンクロラック処理15時間後のトウモロコシ根部からは、強い蛍光が認められた。活性酸素検出の蛍光プローブとしては、dihydroethidium(DHE)を用いて根部染色を行ったが、DHEは、活性酸素種の中でもO_2^<-^.>をより特異的に検出するとされている。このため、本剤は根部処理15時間後には、すでに根部でO_2^<-^.>発生を引き起こしていることが考えられる。このことから、キンクロラックの暗条件下での生育抑制作用には、この根部における活性酸素発生が密接に関与している可能性がある。これまで、キンクロラックは、葉部でのみ活性酸素発生を引き起こすことが示されていたが、本研究により、初めて、根部においても活性酸素発生が引き起こされている可能性が示された。また、活性酸素種は反応性が高く捕らえにくいが、この実験手法は、今後、さまざまな薬剤による根部での活性酸素発生の検討に役立つと思われる。

在对二氯敏感的狗中，治疗后，1-氨基丙烷-1-羧酸（ACC）的含量是乙烯前体的含量，增加了ACC合酶的活性，以及乙烯产生和氰化物的积累的相关增加。相比之下，这些增加或积累在表现出耐药性的水稻中不会发生，因此据估计，由于乙烯生物合成系统的反应差异，两种植物物种之间的高选择性主要是由于氰化物积累的差异而引起的。到目前为止，我们已经报道说，在对金氯酸敏感的玉米和猴子中，猴子在光照射下的影响会增加，这表明随着光的发展，叶片中的活性氧和其他物质可能与动作的发展有关，并且两种植物物种之间的抗氧化能力的差异也可能参与了高度选择性的蛋白酶之间的抗氧化能力。然而，尽管在光照射下增强了链氯酸的生长抑制作用，但已经观察到它在某种程度上甚至在黑暗条件下也会发生。因此，今年为了阐明亲核的作用机理，我们研究了黑暗条件下的症状，无论它是否具有生长抑制作用，以及如果确认其生长抑制作用，则导致该药物的因素。结果，已经表明，该药物的生长抑制作用不仅是在光照射下引起的，而且在黑暗条件下引起。此外，在治疗该试剂后，使用共聚焦激光扫描显微镜观察到根（检查活性氧的研究），在治疗kinchlorac后15小时在玉米根中观察到强荧光。作为用于检测活性氧的荧光探针，使用二氢乙胺（DHE）进行根染色，据说DHE检测到O_2^<--^。>在活性氧中更具体地。因此，人们认为O_2^< - ^。>在根处理15小时后已经在根部引起。因此，在黑暗条件下，激氯酸的生长抑制作用可能与该根部活性氧的产生密切相关。到目前为止，已经表明，亲团仅在叶片中引起活性氧，但是这项研究首次表明，根部也可能在根中引起活性氧。此外，尽管活性氧具有高反应性且难以捕获，但这种实验方法可能会在未来研究各种药物在根部对活性氧的产生产生。