タロイモ類における酸性土壌耐性に関わる機能形態と生理メカニズムの解明

阐明芋头耐酸性土壤的功能形式和生理机制

• 批准号: 18780011
• 负责人: 川崎 通夫
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18780011/
• 关键词: サトイモ; タロイモ; アルミニウム; シュウ酸; 結晶; ストレス; カスパリー線; 根; 酸性土壌; 有機酸; 障害

サトイモにおけるA1障害発現とA1耐性の機構に関する検討を進めた。A1による障害発現は、地上部より根において顕著であった。根では冠根の崩壊や特に根先端部の表皮組織の開裂が走査電顕で観察され、エバンスブルー染色により原形質膜損傷が根の先端部で顕著に発生することが認められた。これらの障害はスペルミジンをA1処理液に添加することにより軽減した。根では特に先端部でA1が多量に集積した。A1が集積した根の先端部では、脂質過酸化が顕著に発生することがシッフ試薬染色により示され、活性酸素がA1障害発現の一要因として関わっていると推察された。本研究では、サトイモ根先端部に限定して形成されるシュウ酸カルシウム結晶を含む結晶細胞が皮層周縁部に管状に配置している構造である「結晶細胞管状配列」を発見した。エリオクロムシアニン染色とルモガリオン蛍光試薬処理により、A1処理した根の先端部内のA1は、結晶細胞管状配列を境界に外側で多く、その内側で少ないことが認められた。個々の結晶細胞の中にもA1の顕著な集積が認められた。A1は根の先端部の中心柱の外周にも多く分布していた。ベルベリン蛍光試薬処理から、A1処理した根の先端部では内皮で明瞭にカスパリー線が認められた。これらのことから結晶細胞管状配列やカスパリー線は、A1の根内部への進入を制限し、A1耐性機構に関与している可能性が示された。比較的耐性のある品種では、根内部でシュウ酸含量が多く、かつ、根から出るシュウ酸量も多かった。NMR分析により根内部では、A1はA1:シュウ酸=1:3のA1-シュウ酸複合体の形態でキレートされていることが示された。これらのことよりサトイモではA1耐性にシュウ酸が生体内外において強く関与していること考えられた。また、カスパリー線の放射幅は、A1処理により有意に広くなり、A1とスペルミジンで同時に処理するとさらに有意に広くなった。

我们研究了芋头 A1 损伤和 A1 抗性的机制。 A1对根部造成的损害比地上部分更明显。在根部，使用扫描电镜观察到冠根塌陷和表皮组织开裂，特别是在根尖处，伊文思蓝染色显示根尖处发生了明显的质膜损伤。通过在 A1 处理溶液中添加亚精胺可以缓解这些干扰。大量的A1积累在根部，尤其是尖端。 Schiff试剂染色显示，脂质过氧化在A1积累的根尖处显着发生，表明活性氧是A1损伤发生的一个因素。在这项研究中，我们发现了一种“晶体细胞管状排列”，这是一种仅在芋头根尖形成的含有草酸钙晶体的晶体细胞排列在皮层外围的管状结构中。通过铬花青染色和Lumogallion荧光试剂处理，发现经A1处理的根尖中A1在晶胞管状排列的外侧较多，而内部较少。在单个晶胞中也观察到 A1 的显着积累。 A1也广泛分布在根尖中心柱的周边。小檗碱荧光试剂处理后，A1处理的根尖内皮细胞中清晰可见凯氏条纹。这些结果表明，晶胞管状排列和凯氏带限制了A1进入根部，可能参与了A1抗性机制。相对抗性品种，根内草酸含量高，根部释放草酸量也高。 NMR分析表明，在根内，A1以A1-草酸盐络合物的形式螯合，其中A1:草酸盐=1:3。这些结果表明，草酸与芋头体内和体外的 A1 抗性密切相关。此外，Casparian线的径向宽度通过A1处理显着加宽，并且通过A1和亚精胺同时处理进一步显着加宽。

项目成果

ナガイモ塊茎における貯蔵性粘液の蓄積と粘性成立の機構の検討

马铃薯块茎贮藏粘液积累及粘度建立机制研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 小田切雄司;ら
• 通讯作者: ら

Aluminum localization and the detoxification mechanism of alum-inum in eddo roots.

铝在eddo根中的定位及其解毒机制。

• 发表时间: 2007
• 作者: Kawasaki M;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Antioxidant capacity and damages caused by salinity stress in the leaf tissues with different age in rice plants (Oryza sativa L.).

不同龄期水稻叶片组织的抗氧化能力及盐胁迫造成的损伤。

• 发表时间: 2007
• 作者: Yamane K;et. al.
• 通讯作者: et. al.