Title Mechanism of Wound-Induced Ethylene Biosynthesis andInvolvement of Wounding and Ethylene in Senescence in Plants( 内容・審査結果の要旨(Summary) ) Author(s) 加藤, 雅也 Report No.(Doctoral Degree) 博士(農学) 甲第208号 Issue Date 2001-03-13 Type 博士論文 Version URL http://hdl.handle.net/20.500.12099/2549 ※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。
氏 名(国籍) 学 位 の 種 類 学 位 記 番 号 学位授与年月 日 学位授与の要件 研究科及 び専攻 研究指導を受けた大学 学 位 論 文 題 冒 審 査 委 員 加 藤 雅 也 (愛知県) 博士(農学) 農博甲第208寺 平成13年3月13日 学位規則第4条第1項該当 連合農学研究科 生物生産科学専攻 静岡大学
Xechanis皿▲of Yound-Induced Ethylene BLiosynthesis andInvoIvement of Younding and Ethylenein Senescencein Plants
主査 静 岡 大 学 教 授 兵 藤 副査 信 州 大 学 教 授 佐々木 副査 岐 阜 大 学 教 授 前 澤 副査 静 岡 大 学 助教授 山 脇 論 文 の 内 容 の 要 旨 宏一甚 樹 晋 重 和 植扮ホルモンエチレンl伽成魚老化のさまざまな過揺巧必須の生理f乍用を もたらしている｡一方エチレンは植物のいろいろな環境の変化に対応して生成される｡そ の顕著な例は植物紬締が傷害を受けたり､微坐物(病原菌)の感染を受けるとエチレンが 顧替に生成法れ生成さわたエチレンはしばしば傷害の治癒｣面識酔)侵入i誘け｢る抵抗 反応のための代務紅顔動に関わる｡
本論鯛ガ速く･2つに分かれている｡前半で闊カボチャ(伽血ぬ皿虚鱒め果
夷棚こよりどのようにエチレンが生成連れるかを解明した｡また傷害組織で形成 されるリグニンの生粛こ関わ劫酵素がどのように汚性が変動するかを明らかにしたカボチャの果肉仲果舟l溺痘により､エチレン生娘鹿瀬割を存す劫酵素である､
ACC江一アミノシクロプロパン1-カノ岬ニ/掛合成酵素が短時間のうちに急速に活性が増
大し､その結果ACCの生申ま著しく増大したACC合廟まACC合成酵
素のmRNAの発現をノーザンプロット解掃こより分析するとACC合成酵素の遺伝子の発現と一致することが明らかとなった生成したACCを酸化力解してエチレンを生成す
る酵素であるACC酸†齢癌性輝こより著しく増大した｡こ働増大もACC酸r脚増大と一致するこ由曝されとしかレACC合成酵素の
生成部位が傷凄絶織のごく表面俵層1m云)に限られるのに対レこACC酸化酵素の生 成は内層まで観察されしかも長時間持続することがわかったリグニン合成に関わる酵 素の内､フエニルアラニンアンモニアリアーゼ￠AUの傷害による誘革まごく表層仕mm-34-胴に限られペルオキシダーゼ㈹の生成は内層深く見られた｡ACC合成酵素 と錯乱は諦酎礪紆卸似ており､ACC酸化酵素とR:Ⅸの諦獣㍍仰抗和博駁してい た｡ 論脾まブロッコリー触ぬ血虎わの小花椛静を用いて≡財ヒの過程
でエチレンがどのようi衰の生壁に関わっているか収醸することにより(茎を切研する
ことにより)傷害部でどのようにエチレンが生成されるか､その傷害エチレン絢吻老
化にどのように関わるかを調査した｡ブロッコリー切小花lカ陶蘭蔭老化が進行し､クロロ フィルの分解が著しく､小花の黄化が顕著となる｡この者化にはエチレンが深く関与して いる｡ブロッコリーを収穫する際に茎を切断すると茎の切断面でACC合成酵素の清隆 その遺伝子閣掛こ増大し､ACCの生成わ瀞こなり､エチレン生成が著しく増大した｡ 小花環壁掛こおいてもACC合鰍ま誘導を受はACCの生成も増した｡A寸紅) エチレン生成量は収穫按増大し､ACC酸化韓素の清隆その遺伝子発現曲Aの城 共に著しく増大した｡小花のエチレン生曲加勒口と閲重して､小花のクロロフィノ倹解が 促進され､小花の黄化が急速に起きた｡ブロッコリーを収穫する際の茎の切断面(傷害組 織〉ではACC合成酵素､ACC酸化酵素の生成が誘導を静夫ACCの生成初動口に伴い エチレン生成粥醇酎こ高まる｡この勝害エチレン､傷害ACCが直接的あるいは間接的に 小花のエチレン娘ACC酸†脚このことがクロロフィル分解を促進し､ 老化を速めることにつながると推察されと本論描潮こおけるエ≠レン生合成を生理学粗生化学粗分子物学的
に研究を行い､その生成機隋と傷害エチレンの生理作用を明らかにし働専士 論文として十分に評価されるものである｡ 審 査 結 果 の 要 旨 エチレンは植物ホルモンとして植物に必須の生理作用を有する｡とりわけ老 化促進因子として明確な役割を有する｡またエチレンは植物の傷害組織で顕著 に生成される｡本論文ではカボチャ果実､ブロッコリーを用いて､傷害による エチレン生合成の機構を生理学､生化学､分子生物学の立場から明らかにした｡ 特に､エチレン生合成に必須の役割をはたす酵素(ACC合成酵素､ACC酸化 酵素)の活性とそれらの遺伝子発現(mRNAの生成)を調査し､酵素生成と 活性の調節と制御について明らかにした｡ブロッコリーの小花(花膏)はエチー35-レン生成を伴って急速に老化(黄化)する｡ブロッコリー収穫時に茎を切断す るが､そこで生成される傷害エチレン､エチレン合成の前駆物質であるACC (1-アミノシクロプロパン･1･カルポン酸)の生成がどのようにブロッコリー 小花のエチレン生成､ACC酸化酵素の誘導､老化に関連しているかを研究した｡ 以上について､審査委員全員で本論文が岐阜大学大学院連合農学研究科の学位 論文として十分価値あるものと認めた｡ 基礎となる学術論文は以下に示される｡ 1.Kato,M.andHyodo,H.(1999)Purificationandcharacteri2:ationofACC oxidaseandincreaseinitsactivityduringripeningofpearfruit.J･Japan. Soc.Hort.Sci.68:551･557. 2.Eato,M.,Hayakawa,Y.,fbTOdo,H.,Ikoma,Y.andYano,M.(2000)Wound- inducedethylenesynthesisandexpression･andformationofl-ami血OCyClo-propane-1-Catboxylate仏CC)s5mthase,ACCoxidase,Phe叩1alanine azrtmonia-bra寧e,.andperoxidaseinwoundedmesocarptissueofCucurbita maxima.PlantCellPhysiol.41:440-447.
