ホウレンソウの質的な低シュウ酸含量突然変異系統を用いた栽培生理学的研究

菠菜低草酸盐定性突变株系的栽培及生理研究

基本信息

批准号：
22K05634
负责人：
村上賢治
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ishikawa Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05634/
关键词：
リン酸欠乏鉄欠乏低シュウ酸形質有機酸

项目摘要

本研究では、低シュウ酸形質を示すホウレンソウ系統を用い、野生型と低シュウ酸株を比較することにより、低シュウ酸性をもたらす機構と、ホウレンソウにおけるシュウ酸蓄積の生理学的意義の解明を目指す。低シュウ酸系統におけるシュウ酸生成抑制機構の解明植物のシュウ酸生合成に関わる酵素として、グリオキシル酸酸化酵素、オキサロ酢酸加水分解酵素、リンゴ酸合成酵素関連遺伝子が知られている。低シュウ酸系統におけるそれらの遺伝子発現を野生型と比較した結果、これらの経路において遺伝子発現が低シュウ酸個体において抑制されている可能性が示唆された。この点については、今後、発現が抑制されている遺伝子に関わる酵素の活性測定を行い検証する必要がある。ホウレンソウにおけるシュウ酸生成・蓄積の生理学的意義ホウレンソウの植物体への多量のシュウ酸蓄積の生理学的意義として、根から水素イオンを放出しリン酸や鉄の吸収を促進させることが考えられている。砂を基本培地とした栽培で、難水溶性（根から分泌される酸により溶ける）のリン酸三カルシウムを少量混和し、リン酸を含まない培養液を与えて栽培して野生型と低シュウ酸系統での生育比較を行った結果、低シュウ酸系統では難水溶性のリン酸の吸収能力が劣ることが示唆された。鉄欠乏に対しては、逆に低シュウ酸系統の方がクロロシスの生じにくい耐性を示した。このことについて今後の検討が必要である。また、リン酸や鉄の欠乏下では、低シュウ酸系統でもある程度シュウ酸蓄積量が増加する傾向がみられ、植物体の根と地上部との間で有機酸含量に相関があると仮定すると、リン欠乏条件では低シュウ酸型においてクエン酸を根から放出させて難溶性のリン酸を可溶化させるために、クエン酸を植物体に多く蓄積させている可能性が考えられた。このことについても今後の検討が必要である。

在本研究中，我们旨在通过使用表现出低草酸盐性状的菠菜品系并比较野生型和低草酸盐菌株来阐明导致菠菜低草酸盐的机制以及草酸盐积累的生理意义。阐明低草酸系中草酸产生抑制机制乙醛酸氧化酶、草酰乙酸水解酶和苹果酸合酶相关基因被称为参与植物草酸生物合成的酶。将低草酸系中这些基因的表达与野生型的表达进行比较，表明这些途径中的基因表达在低草酸个体中可能受到抑制。将来需要通过测量与表达被抑制的基因相关的酶的活性来验证这一点。菠菜中草酸产生和积累的生理意义菠菜体内积累大量草酸的生理意义被认为是它从根部释放氢离子并促进磷酸盐和铁的吸收。栽培以沙子为基本培养基，掺入少量水溶性差的磷酸三钙（被根部分泌的酸溶解），并喂以不含磷酸A的培养基。酸性系生长的比较表明，低草酸盐系对难溶于水的磷酸的吸收能力较差。相反，低草酸系对缺铁的抵抗力较差。这需要未来的考虑。此外，在缺磷和缺铁的条件下，即使在低草酸系中，草酸积累也会在一定程度上增加，并且假设根部和植物地上部分之间的有机酸含量存在相关性。缺磷条件下，植物体内会积累大量柠檬酸，以便从根部释放柠檬酸，溶解低草酸型难溶性磷酸。这也需要未来的考虑。