深過冷却で凍結に適応する落葉広葉樹木部柔細胞由来の過冷却促進成分の同定と機能評価

点击翻译按钮获取中文摘要

北方落葉広葉樹の木部柔細胞は、深過冷却と呼ばれる特殊な機構によって冬季の凍結ストレスを回避している。本課題研究では、この深過冷却のメカニズムに果たす細胞内成分の役割を明らかにするために、木部組織に蓄積する過冷却促進成分の探索とその生理的な機能解析を行なった。平成17年度までの研究結果から、北方落葉広葉樹の木部組織には過冷却を促進する成分が存在することを明らかにした。そこで平成18年度は、この過冷却促進成分の単離と同定、その組織内局在の確認を試みた。それにより、以下に示す新たな知見を得た。1.カツラの木部組織に存在する過冷却促進成分はフラボノイドであるカツラ木部組織からメタノールにより抽出した粗抽出画分から4つの過冷却促進成分を単離し、UV、MS、NMRスペクトル分析によりそれらの構造解析を行なった。その結果、得られた過冷却促進成分はいずれもフラボノイドであり、それぞれケルセチン-3-O-β-グルコシド、ケンフェロール-O-β-グルコシド、8-メトキシケンフェロール-3-O-β-グルコシド、ケンフェロール-3-O-β-グルコシドであることを明らかにした(論文準備中)。これらのうち、ケンフェロール-7-O-β-グルコシドの過冷却促進効果(9℃)はこれまでに報告されている既知の過冷却促進成分(過冷却促進効果0.1〜8℃)に比べて最も高く、現在、凍結阻害剤や霜害防止剤としての応用に関して特許を出願している(特願2006-19346)。2.フラボノイドが木部柔細胞内に蓄積しているフラボノイドを特異的に染色するNaturstoffreagenz A試薬で木部組織を処理すると、木部柔細胞内で特徴的な蛍光が観察された。この結果は、何らかのフラボノイドが木部柔細胞内に蓄積していることを強く示唆しており、現在、これが過冷却促進成分と同一の化合物であるか検証を行なっている。