染色体不対合エビスグサにおける葯および雌ずいの 遊離アミノ酸

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(1)九州大学学術情報リポジトリ Kyushu University Institutional Repository. 染色体不対合エビスグサにおける葯および雌ずいの 遊離アミノ酸 片山, 平 九州大学農学部植物育種学. https://doi.org/10.15017/21537 出版情報:九州大學農學部學藝雜誌. 18 (3), pp.209-215, 1961-03. 九州大學農學部 バージョン: 権利関係:.

(2) 第18巻. 第3号. 九 州 大 学 農 学 部 学 芸 雑 誌. 昭 和36年3月. 染 色 体 不 対 合 エ ビ ス グ サ にお け る葯 お よ び 雌 ず い の 遊 離 ア ミ ノ酸 片. On the. free. 山. amino. acids. asynaptic. wild. 平. in anthers senna,. Taira. and. Cassia. of the. L.. Katayama. 1.緒. 言. 最近 細 胞質 に よ る雄 性 不稔 の コム ギ お よびトウモロコシ るプロリン の 含 量 は,ご. pistils. Tora. の葯(以 下 花 粉 を含 む)に. おけ. く微 量 か また は ほ とん ど 認 め られ な い程 度 であ る こ とが 明 らか に. され た(Fukazawa,1954;KhooandStinson,1957).ま. た 生 理 的 原 因 に よ る不稔イ ネ. の約 に もプ ロ リンは 存 在 しない とされ て い る(尾 崎 ・田井,1957). 不 稔 個 体 の約 とプロリン との この よ うな 関 係 を さ らに確 か め るた め,筆 者 は 遺 伝 的 染 色 体 不 対 合 現 象 に よる 不 稔 エ ビ スグ サ を 用 い て,1958,'59の. 両 年 に わ た りぺー パ ー ク ロマ. トグ ラ フ ィに よつ て,病 中の 遊 離 ア ミ ノ酸 と くに プ ロ リンに つ い て検 索 を行 なつ た.. 本 研 究 遂 行 に 当 り,種 々の 助言 と指 導 を賜 わ り,か つ校 閲 の労 を と られ た 永 松,船 津 両 に対 して深 甚 な謝 意 を表 す る.. 教授. II.材 1945年,長崎. 料. と 方 法. で 原 爆 に 照 射 され た エ ビ ス グサ の後 代 に誘 発 され た,染 色 体 不 対 合 現 象 を. 示 す不 稔 個 体 と対 照 と して 正常 個 体 を 用 いた. 1958年 正 常 個 体 に お い ては 開 花 前 日お よび 開 花2〜3日 前 日の もの か ら,そ れ ぞれ30花 夜 抽 出 した 後,そ. 蕾 の葯(葯 数210)を. の濾 液 を0.5ccに. 前 の蕾 か ら,ま た 不 対 合 個 体 は 開 花 集 め て 摩 砕 し90%エ. 濃 縮 して 原 液 と した.原 液10mgを. にスポット し,二 次 元 上 昇 法 に よつ て展 開 した.展. 開 剤 と して一 次 元 には フ ェ ノ ール4:. 蒸 溜 水1の 混 液 を,ま た 二次 元 に対 して はブタノール4:氷醋酸1:蒸 れ ぞれ 用 い た.展 開 後 室 内 で風 乾 し,0.3%ニ た 後,そ. タ ノ ール で1. 東 洋 濾 紙No.5B 溜水1の 混 液 を そ. ン ヒ ド リンを噴 霧 し900C5分. 間 で発 色 させ. の相 互 位 置 お よび 呈色 反応 か ら 各 種 ア ミノ酸 お よび ア マイ ドを 同 定 した.な お標.

(3) 準 と して 味 の素 株 式 会社 製 の ア ミ ノ酸 標 本 が供 用 され た.ま た 各 ア ミノ酸 の量 はスポット の 大 き さ と発 色 程 度 とか ら判 定 され た. 花 粉 稔 性 は沃 度 沃度 加 里 液 で染 色 され る程 度 に よつ て 決 定 され た.こ. こに稔 性 花 粉 とは. 染 色 され る 内容 物 が 花 粉 内 をみ た し てい る もの に 限 られ た. 1959年 病 発 育 の段 階 を花 粉 四分 子 期(pollentetradstage),若 sporestage),お pollen)の4期. い 小 胞子 期(youngmicro・. そ い 小 胞子 期(01dmicro・sporestage)お に分 け て,お の お の 約30mg(生. して原 液 と し,20mgをスポット. よび 成 熟 花 粉(mature. 重)を 用 い,そ. の抽 出 液 を0.5ccに. 濃縮. した.. な お雌 ず い の発 育 段 階 は同一委 花 蕾 の葯 の そ れ に 対 応 した. III.結. 果. 1958年 す で に述 べ た如 く,正 常 個 体 で は 開花 前 日お よび2〜3日. 前 の約 を 用 い,不 対 合個 体 で. は開 花 前 日の もの を 用 い た.も つ と も著 しい差 異 は プ ロ リンに つ い て見 られ た.す な わ ち 正 常個 体 の約 で は か な りのプロリン の存 在 が認 め られ る の に対 し,不 対 合 個 体 で は いず れ の個 体 に お い て も検 出 され な かつ た.そ の他 の ア ミノ酸 お よび ア マ イ ドで は 正 常,不 対 合 の 両個 体 間 に著 しい差 異 は認 め られ な い(第1表). Table 1. Free amino acids contained. N and As Signs* days. are. used. and ' show prior. for. normal. number. to bloom. and. of anthers. in anthers. asynaptic collected. of Cassia Tora L. (1958). plants. respectively.. one day and. 2-3. respectively.. 1959年 前 年 の結 果 か ら,染 色 体 不 対 合 個 体 の 開 花 前 日の 約 中 に は プ ロ リンの 存 在 が認 め られ ず,不 対 合 現 象 に 由来 す る花 粉 不 稔 と プ ロ リン との 間 に 何 らか の 関 係 の あ る こ とが推 察 さ れ た. そ こで 雌 雄 ず い に分 け,さ. らに お の お の を そ の発 育 時 期 に応 じ て 四段 階 に 区 分 し,各 種. の ア ミノ酸 お よび ア マイ ド,主 と して プ ロ リン の消 長 に つ い て観 察 し,得 られ た結 果 を 第.

(4) Table. 2. Free. amino acids and oistils. contained of Cassia. in various stages Tora L. (1939). of anthers. N and As are used for normal and asynaptic plants respectively. Rf values of u, v, w, y and z are (0.39, 0.39), (0.17, 0.03), (0.48, 0.11), (0.61, 0.10) and (0.65, 0.02) respectively. 2表 に示 した. の各時期 葯 に お け るア ミノ酸 の 消 長 プ ロ リンは花 粉 四分 子 期 に は,正. 常 個 体 お よび 不対 合 個 体 の い ず れ に も 検 出 され な い. が,若 い 小 胞子 期 に は 両 個 体 共 か な り蓄積 され る.そ の後 正 常 個 体 で は,大 体 一 定 で あ つ た の に 対 し,不 対 合 個 体 で は お そ い 小 胞子 期 に著 し く減 少 し,成 熟 花 粉 で は完 全 に 消 失 し た.こ れ まで に 報 告 され た 如 く(杉 本,1951),染. 色 体 不対 合 個 体 は早 い 前 期 に お け る相. 同 染 色 体 間 の 対 合 の失 敗 か ら,花 粉 母 細 胞 のほ とん どは 種 々の 異 常 を伴 い,し た がつ て生 ず る花 粉 は 沃 度 沃 度 加 里 に よつ て 染 色 され る 内容 物 を 完 全 に消 失 して い る.こ の よ うな染 色 性 の消 失,し た が つ て 花 粉 の 空 虚 化 と プ ロ リンの 消失 過 程 との 間 に か な りの平 行 的 関 係 が認 め られ る..

(5) 正 常,不 対 合個 体 を とわず,グ 酸,ゼリン,アラニン,チ に前3者. ル タ ミ ン酸,グ ル タ ミ ン,ア スパ ラギ ン,ア スパ ラ ギ ン. ロシ ン,バリン,ロイ. シ ン等 の ア ミ ノ酸 お よび アマ イ ド,と く. は若 い小 胞 子 期 以 後 の い わ ゆ る約 の発 育 後 期 に か な り蓄積 され た.. 雌 ず い の各 時期 に お け るア ミ ノ酸 の 消 長 これ まで の研 究 で は,植 物 体 の各 器 官 でプロリン の存 在 して い る部 分 は ほ とん ど約 に 限 られ,わ ず か に深 沢(1957)に. よ りコムギ の止 葉に も含 まれ てい る こ とが 観 察 され,ま た. 沢 田 に よ り クル マ バ ツ クバ ネ ソウお よび イ ネ(1958)と,ト もプロリン の存 在 す る こ とが 指 摘 され た.エ. ウモ ロ コシ(1960)で. 雌ず いに. ビス グサ の雌 ず いに お い て も,若 い小 胞 子 相. 当期 に 正 常 お よび 不 対 合 個 体 と も,ま た お そ い 小 胞 子 相 当期 の正 常 個 体 に,そ れ ぞれ プ ロ リンの存 在 が 少 量で は あ る が検 出 され た. この他 雌 ず い で はグルタミン 酸 の著 しい蓄 積 が 見 られ た.す 当期 に お い てか な りの蓄 積 が 見 られ るが,若. なわ ちす で に花 粉 四分 子 相. い小 胞 子 相 当期 以 後 に 最 も著 しい.. IV.論. 議. これ まで に 約 に含 まれ る遊 離 ア ミノ酸 に つ い て報 告 され た 例 は 少な い. 最 初AndersonandKu1P(1923)は. トウ モ ロコ シ の花 粉 中 に プ ロ リンの存 在 を指 摘. し,そ の後AuclairandJamieson(1948)は ヤ ナ ギお よび混 合花 粉)に. 蜜 蜂 に よつ て 集 め られ た 花粉(タ. ンポ ポ,. フロ リン量 の 多 い こ とを記 載 してい る.尾 崎 等(1951,1952). は イ ネの花 粉 中 にアスパラギン の不 在 と多量 のグルタミン の存 在 とを 認 め,ま た ・ イネの各 部 位 別 遊 離 ア ミノ酸 の定 性 的 検 索 を行 な つ た 結 果,プロリン ら,こ の ものは 花 粉 の特 殊 な機 能 と併 せ 考 え て,何. は 花 粉 のみ に 限 られ る こ とか. らか 生 理 的 な 意義 が あ るだ ろ うと推 論. して い る. Fukazawa(1954)は. 細 胞 質 に 由来 す る雄 性 不稔 の コ ム ギお よび トウ モ ロコ シ の約 か ら. 抽 出 され た 遊 離 ア ミ ノ酸 と ア マ イ ドに つ い て 報告 し,こ れ ら植 物 の 不 稔葯 は 正 常葯 に 比 べ て,僅 か に また は ほ とん ど認 め られ な い 程 度 のプロリン を含 有 す るの に 対 し,ア スパ ラ ギ ンのスポット は非 常 に大 き い こ とを 認 め,こ の よ うな2種 の ア ミノ酸 お よびアマイド の 多 少 が,細 胞 質 遺 伝 の雄 性 不 稔 個 体 の花 粉 稔 性 と関 係 して い る可 能 性 が 考 え られ る と した. またKhooandStinson(1957)も. 雄 性 不稔トウモロコシ. 長 を減 数 分 裂 の時 期 別 に検 索 し,プロリン を得,さ. の約 中 の各 種 ア ミノ酸 の消. に関 し てはFukazawa(1954)と. 同様 の結 果. らに ア ラ ニ ン お よびY物 質 が不稔葯 で は 正 常 薪 に お け る よ りも早 い 時 期 か ら蓄 積. さ れ る こ とを確 か め た. 一 方 生 理 的 原 因 に 由来 す る と考 え られ る不 稔 個 体 の花 粉 の プ ロ リン含 量 に つ い て の 報告 が あ る ・ す な わ ち尾 崎 等(1957)は. 滋 賀 県 下 の 不 稔 イ ネ発 生 地 の土 壌 を 用 い,ポッ. ト栽 培. で生 じた不 稔 イ ネの花 粉 中 に プ ロ リンは 検 出 され ない と し てい る. これ らの 報告 か ら,プ ロ リンは 植 物 体 の諸 器 官 中,主 と して花 粉 と くに稔 性 花 粉 に限 り 多 量 に存 在 す る もの と推 定 され る. 染 色 体 不 対 合 エ ビ ス グ サで 花 粉 発 達 の時 期 を4区 分 し,そ れ ぞ れ の 時期 に 相 当 す る雌 雄 ず い 中 に含 まれ る ア ミノ酸 お よび ア マ イ ドの 消 長 と 不 稔 性 との関 係 を見 る と次 の よ うで.

(6) あ る. プ. ロ. リ. ン. 荊 で は 小 胞 子 期 か らlE常,不 対 合 個 体 と もか な りのプロリン の存 在 が見 られ る が,不 対 合 個 体 で は 時 期 が 進 み,お そ い 小 胞 子 期(開 花3〜4日. 前)に は検 出 が 困難 とな り,開 花. 前 日の成 熟 花 粉 相 当期 には 全 く検 出 され ない.こ の よ うな 不 対 合 個 体 に お け るプロリン 駐 の 減 少は 花 粉 内容 物 の消 失 と平 行 的 関 係 が 見 られ,こ の両 者 間 に 何 らか の関 係 が あ る もの と推 定 され る.こ れ に対 し正 常 個 体 で は 小 胞 子 期 か ら花 粉 完 成 期 迄,プロリン. 量はほぼ一. 定 した.花 粉 発 育 の 時期 に よ るプロリン の この様 な消 長 は,雄 性 不稔 トウモ ロ コ シに お い て も観 察 され て い な い(Khooetal.,1957). 一方 雌 ず い で も小 胞子 相 当期 に 限 つ て,正 常 お よび不 稔 個 体 に 関係 な く少 量 では あ るが, 明 らか にプロリン の 存 在 が 認 め られ た.こ れ は プロ リンは植 物 体 諸 器 官 中,主. と して花. 粉,わ ず か に止 葉 に限 られ て い る とす る これ まで の結 果(尾 崎 等,1957;Fukazawaet al.,1957)と 異 な り,田 沢(1958,1960)の 結 果 に一 致 した. アス パ ラギ ン,ア ラ ニ ン Fukazawa(1954)は. 雄 性 不 稔 のト ウモロ コシ お よび コ ムギ約 中 に は,正 常 個 体 に比 し. て多 量 の ア スパ ラギ ンの蓄 積 を認 め,こ れ がプロリン の不 在 と と もに不 稔 と何 等 か の関 係 が あ るだ ろ うと し,Khooetal.(1957)も. お そ い 小 胞 子 期 以 後 に この こ とを認 め る と と. もに,雄 性 不 稔 個 体 は 正 常 個 体 よ り も早 い時 期 か ら顕 著 に ア ラ ニ ンが 蓄 積 され る こ とを報 告 し てい る.エ. ビス グ サで は 正 常,不 対 合個体 と も,両 年 を通 じて,ま た 時 期 別 に も この. よ うな 現 象 は 観 察 され な か つ た. グ ル タ ミ ン 酸 約 に お い て 時 期 別 に は 開 花 前 日の もの(成 熟 花 粉)に や や増 加 した の に 対 し,雌 ず い で は花 粉 四 分 子 相 当期 に す で に 多 量 の 蓄積 が み られ,小 胞 子 相 当期 に は さ らに 著 し く増 加 し た.雌 雄 ず い に見 られ た この差 異 はtransaminationを. 通 して の窒 素 代 謝 に 差 が あ るた. め と考 え られ る, 以 上 の結 果 か ら,染 色 体 不対 合 エ ビ ス グサ で は,遊 離 ア ミノ酸 中 プ ロ リンが 花粉 不稔 性 と何 等 か の関 係 を 有 して い る と考 え られ る.す な わ ち染 色 体 不対 合 に よ る減 数 分 裂 の異 常 の結 果,完. 全 な ゲ ノ ムの 一組 を 有 し正 常 な 機 能 を もつ 花 粉 が殆 ん ど形 成 され ず,し た が つ. て花 粉 発 育 の途 中 そ の 内容 物 を殆 ん ど消 失 し,こ れ と平 行 的 に 不 対 合 個 体 で はプロリン の 消 失 が み られ る もの と推 定 され る. V.摘 1)1958,'59の. 要. 両 年 にわ た り,染 色 体 不対 合 エ ビス グ サ を 用 い,約 発 育 過 程 を4時 期 に. 大 別 して雌 雄 ず い 中 の各 種 ア ミ ノ酸 お よび ア マ イ ド,と くに プ ロ リン と不 稔 と の関 係 を ぺ パー ク ロマ トグ ラ フ ィに よつ て研 究 した. ー 2)プ. ロ リンの 存在 は雌 雄 ず い と も,小 胞子 期 に は 明 らか に 認 め られ るが,そ の こ雌ず. い お よび不稔葯 で は 確 認 出 来 な くな る.と. くに葯 で は 花 粉 の 空 虚 化 と平 行 的 に プ ロ リンが. 減 少 し,両 者 間 に 何 らか の 関 係 が あ るの で は な い か と考 え られ る..

(7) 3)ア. スパ ラ ギ ン,ア ラ ニ ンにつ い ては 正 常,不 稔 個 体 に よる差 異 は見 ら拠 な い ・. 4)グ ル タ ミン酸 は 花 粉 の稔,不 稔 に関 係 な く,雌 ず い に著 し く蓄 積 され る.. VI.引. 用. 文. 献. Anderson, R. J. and Kulp, W. L., 1923. N. Y. State (not consulted in original). Auclair,. Agric.. J. L. and Jamieson, C. A., 1948. A qualitative collected by bees. Science, 108: 357-358.. Exp. Sta. Tech.. analysis. of amino. Fukazawa, H., 1954. On the free amino acids in anthers of male-sterile Jap. Jour. Genet., 29(4) : 135-137.. Bull., 92: 21 acids in pollen. wheat and maize.. Fukazawa, H., Mito, K. and Fujiwara, M., 1957. Preventative effect of sugars on the pollen degeneration of wheat plant. Bot. Mag., Tokyo, 70(831) : 251-257. Khoo, U. and Stinson, H. T. Jr., 1957. Free amino acid differences between cytoplasmic male sterile and normal fertile anthers. Proc. Nat. Acad. Sci., 43: 603-607. 尾崎. 清 ・森 山 真 明,1951.水 (そ の1)・. 稲 の 窒 素 代 謝 に 関 す る研 究,(III).Amino酸. 及 びAmidesっ. い て,. 日 土 肥 雑,22(4):323‑327.. 尾崎. 清 ・森 山 真 明,1952.同. 尾崎. 清 ・田 井 喜 三 男,1957.不. 上,(そ. の2).日. 土 肥 雑,23(1):9‑14.. 稔 の 生 理 化 学 的 研 究,(1)花. 粉 中 のProlineつ. い て.[土. 肥学会. 講 演 要 旨,第3集,p.40. 沢 田 義 康,1958.花. 粉 の 生 理,形. 沢 田 義 康,1960.同. 上,第18報.植. 杉本. 態 学 的 研 究,第7報.植. 物 学 雑 誌,71:218‑223.. 物 学 雑 誌,73:252‑257.. 平,1951.原 子 爆 弾 に 依 り誘 発 さ れ た エ ビ ス グ サ(CassiaToraLり 1.九 大 農 学 芸 誌,13(1‑4):14‑1g.. の 不 稔 現 象 に 就 い て,. Summary In the present acids of anthers. work, the relation in the asynaptic. graphy. In 1958, no proline very distinct. yellow. between. wild. was detected. spot of proline. pollen. sterility. senna was studied in anthers. was showed. and free amino. by paper. of asynaptic. chromato-. plant,. in those of normal. while. a. one (Table. 1). In 1959, the studies stage, normal result. old micro-spore. stage. plant and the asynaptic of last year (Table. No chromatographic be detected pollen. on four stages. tetrad. visually stage.. (pollen. and pollen. tetrad. stage). one were. carried. stage,. of anthers. young. micro-spore. and pistils. out in order. of the. to ascertain. the. 2). differences,. between. normal. In both of anthers. either and. qualitative sterile. and pistils,. anthers. or quantitative, (or. no proline. pistils) was. could at the. especially.

(8) detected. in this stage.. At young detected. micro-spore. stage. in both of the asynaptic. yellow spot of proline the asynaptic plant. In pistils. was. of anthers, and. detected. both of the normal. more in pistils. In general, mine were remarkably no relation From. more in pistils the result. these. (one. day. prior. plants,. was. Nevertheless,. no. to bloom) of. faint yellow spot of. stage, but no yellow spot of proline The quantity of glutamic acid was the quantity. than in pistils, than in anthers.. while. of asparagine that. and. the author sterile. likely. that. acid was there. are. and the sterility.. assumed. anthers. and gluta-. of glutamic. But it seems. free amino acids and amide proline. spot of proline. in anthers.. of chromatogram,. between. yellow materials.. and the asynaptic. the four stages,. in anthers. between. be some relation senna.. through. larger. than. normal. in anthers. proline was showed at young micro-spore was detected at one day prior to bloom. remarkably. a very. the. that. of the. there. asynaptic. would wild.

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