作物の耐湿性向上に関わる根の酸素漏洩バリア形成の機構解明

阐明根部氧渗漏屏障形成的机制，涉及提高作物的耐湿性

基本信息

批准号：
10F00095
负责人：
中園幹生
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10F00095/
关键词：
Hordeum marinum 耐湿性 Radial O_2 Lossバリア

项目摘要

畑作物では通気組織はできるものの、Radial O_2 Loss(ROL)バリアが形成されないために、酸素の大部分が根の基部から土壌へと漏洩してしまい、根端が酸欠になることが湿害発生の原因となる。ROLバリアとは、根の基部からの酸素漏洩を防ぐバリアのことで、通気組織を介した酸素輸送過程での酸素損失を最小限に抑えて根端まで効率的に酸素を供給する役割を担っている。本研究の材料であるHordeum marinumは畑作物と異なり、通気組織のほかにROLバリアを形成できるために、根端まで効率よく酸素を運ぶことにより過湿環境に適応することができる。平成23年度はH.marinumのROLバリアを形成する系統のH21と形成しない系統のH90を用いて、低酸素処理を行い、ROLバリアの形成パターンを調査した。その結果、H21では顕著にROLバリアが形成されていたのに対して、H90ではROLバリアの形成はほとんど観察されなかった。また、外皮のスベリンラメラの染色を行った結果、H21ではスベリンの蓄積が観察されたのに対して、H90では観察されなかった。さらに、ガスクロマトグラフィーを用いて、H21とH90の根におけるスベリン含量の分析を行った。しかし、スベリンモノマーの組成については、スベリン染色のときほどの明確な差がH21とH90の間で見られなかった。その結果の再現性を確認するために、再度ガスクロマトグラフィー用の試料を調製したので、今後、再度スベリン分析を行う予定である。H.marinumの根の外皮付近の組織のみをレーザーマイクロダイセクションで単離後、網羅的な遺伝子発現解析を行うことになっていたが、これについては今後発展させる予定である。

尽管在田间作物中进行了通风组织，但径向O_2损失（ROL）屏障并未形成，因此大多数氧气从根部到土壤的氧气泄漏，根端可能会导致氧气。 ROL屏障是一种防止根部的氧气泄漏的障碍物，并通过将通风组织中的氧气传输过程中的氧气损失最小化，从而有效地向根部提供氧气。与田间作物不同，这项研究的霍尔德姆海洋（Hordeum Marinum）除通气组织外还可以形成ROL屏障，因此它可以通过有效地携带氧气来适应过量环境。在2011财年，使用H21进行低氧处理，该系统形成了H. -Marinum的ROL屏障和未形成的H90，以研究ROL屏障形成模式。结果，在H21中形成了ROL屏障，而在H90中几乎观察到了ROL屏障。另外，由于外皮肤染色染色，在H21中观察到了星状蛋白的积累，而未观察到H90。此外，使用气相色谱法，我们分析了H21和H90根部的雪橇蛋白量。然而，H21和H90之间没有显示suberin单体的组成，而不是swellin的染色。为了确认结果的可重复性，再次准备了气相色谱的样本，因此我们计划将来再次分析脂肪。只能在激光显微镜片段进行H. -Marinum根部外皮肤附近的组织，然后进行全面的基因表达分析，但这将来会在将来开发。