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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

落叶阔叶薄壁细胞通过深度过冷适应冷冻的促过冷成分的鉴定和功能评价

基本信息

批准号：
05J09014
负责人：
春日純
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

The soft cells of the deciduous leaves of the northern tree are deeply cooled and called special organs to avoid winter freezing. This project aims to explore the physiological functions of the components that promote supercooling and accumulate in tree tissues. The results of the study in 2007 showed that there was a component promoting supercooling in the wood tissue of the deciduous tree. In 2018, we tried to confirm the existence of supercooling promoting components. The following is a summary of the results. 1. Supercooling promoting component existing in wood tissue was analyzed by UV, MS and NMR. The results show that the subcooling process promotes the formation of three components: C-3-O-β-C, C-3-O-β-C. The supercooling promoting effect (9.degree. C.) of the known supercooling promoting component (supercooling promoting effect 0.1 to 8.degree. C.) is reported to be the highest in comparison with the conventional supercooling promoting component. Now, a freeze inhibitor and a frost prevention agent are specially requested for use (Japanese Patent Application 2006-19346). 2. Naturstoffreagenz A test was conducted to detect the characteristic light in the soft cells of Kibe. The results showed that the supercooling promoting component and the same compound accumulated in the soft cells of Kibe.