ストレスに応答した適合溶質の蓄積と密接に関わる植物プリン代謝の生理学的意義の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

核酸塩基,特に窒素に富むプリン塩基の分解代謝は,窒素栄養のリサイクル機構の一つと位置づけられてきたが,シロイヌナズナの乾燥ストレス適応にも重要であることをこれまでに明らかにしている。本年度は,前年度の研究成果から見出された「アラントイン(主要なプリン分解物)とアブシジン酸との連関」を中心に,植物のストレス適応戦略におけるプリン分解の作用機序の解明を目指し,以下の結果を得た。1.アラントインを蓄積するシロイヌナズナ変異株の実生ではアブシジン酸応答遺伝子の発現が上昇していることから,この変異株のアブシジン酸内生量を調査したところ,野生株よりも有意に蓄積していることが明らかとなった。さらにその原因を追及した結果,本変異株ではストレスに応答したアブシジン酸の蓄積に重要な2つの代謝プロセス(新規合成経路と配糖体からの再生経路)が恒常的に活性化していることが判明した。野生株ヘアラントインを投与することでもこれらの代謝経路は活性化されたことから,アラントインがアブシジン酸代謝の制御に関わっていることが明らかとなった。2.アラントインを蓄積する変異株ではアブシジン酸レベルが上昇していたことから,この変異株は環境ストレスに対して高い耐性を示すことが予想された。そこで,高浸透圧,乾燥及び高塩ストレスに対する耐性を評価した結果,本変異株の実生は高いストレス耐性を示すことが明らかとなった。このことから,シロイヌナズナにおいてプリン分解はストレス適応代謝として機能し,その中心的な役割はアラントインが担っていることが示唆された。