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iIILeavesof‘Kawanonatsudaidai’Seedlings (Cめ働S乃αね㍑(お古(おgHAYAl、A)

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(1)

三並大盤物資源紀婁  

第12号:1山6  

平成6年3月3日  

川野ナツダイダイ,実生葉の気孔開度の制御に及ぼす   免ISicoecinの影響  

平塚 伸・塩崎 修志1・松蘭 二良2・河瀬 意次*  

三貌大学生物資源学部,和犬阪膀立大学腿学灘   

EffectofFusicoccinonRegulationofStomatalAperture  

iIILeavesof Kawanonatsudaidai Seedlings  

(Cめ働S乃αね㍑(お古(おgHAYAl、A)  

SbinHtRATSUKA,Sht房iSH10ZAK!1,JiroMATSUSHIMA2andKe頑KAWASE  

FacultyofBioresources,MieUniversity,*CouegeofAgriculture,UniversityofOsakaPrefecture  

Abstl・a(三t  

Theeffectsof氏iSicoccir)(FC),atOXinproducedbyfungusFuskoccumanydaliI)eL,OntranSPira−  

tionrateandstomatalopeningwereexaIllinedand‡)0【assiuImio‡1COnCentratiollinsto】11atai郡芸汀dcellsin   仁IleleavesofC〜f用言才2αね才(dαねおぎnucellarseedkngswasdetermined.   

FC(25pp111)increased the transpiration rate ofleaves2days after treatment,WhilelOOppm   abscisicacid(ABA)depresseくIitsig11娘:antly.Tllee鮎ctofABAwasnegatedbyFCapplied2hours  

afterABAtrcatment.At3hotlrSafterFCtreatment,StOmataWereCOnSiderablyopenedandaperttlre   Sizegraduailyhcreasedupと012hours.Histochenlicalobservationiれdicatedpotassiumconcentration   inguardcellsofFC−treatedieavestosignificantlyexceedthatofuntreatedcontro‖eaves.   

FC thusillduces strongphysiologicalresponsein citrus and may thus be usc知Ias;lChemicaト   COntrOlagentforcitrusculture,aSatranSPlrationacceleratororantagonistofABA.  

KeyllrOl・ds:A8在C加那瑠如油壷紘蝕icoccin,le8ftranspirationrate.stomata  

梯の作用Ⅰ−2)および気孔の開閉綱節7)などの作用を示す  

ことが数種の商尊植物で知られている。このような多面   的な曇ミ秋作翔を持つFCには,既往の柏物生挨調整物質   では都節できなかったi乳芸植物の様々な反応を削御でき   る可能性がある。しかし,園芸植物,特に果蘭優につい   てこれらの刊■紘一牲を制ペた研究例はほとんどない。そこ   で本研究では,FCがカンキツに対して他の械物と岡城   の生別作用を示すかどうかを知る目的で, 川野ナツダ   イダイ 来月ミ紫の蒸散,気孔聞庇および孔辺細胞へのカ  

リウムイオンの蓄相に及ぼすFCの彫轡を鯛べた。これ    緒  

フシコクシン(FC)は糸状機のダお通関刷用明融加   De】.が生産する稲兼で,細胞伸戊促進などのオーキシ  

ンと類似の作ノ雛5・8),種子の休眠打破などのジベレリン  

平成5年10月1El受理  

現住所;1:大‡坂府立大学膿学部,2:名古屋女子大学  

Presentaddress;1:CoIiegeofA離culとure,Univers噸Of  

OsakaPrefecture,  

2:NagoyaW(〉men sCollege  

(2)

平塚 仰・塩崎 修志暮松島 二良・河瀬 麗次  

cm3のチャンバー内の…畳皮を飽和するのに必婁な時間  

(秒)として測定した。したがって,時間が長いほど蒸   散速度が遅いことを示す。なお,蒸散に影響する葉温も   同時に測産したが,処理区と対照区の閤でほとんど差が   なかった。測定は1紫につき2反復とし,各処埋区の平   均傭を示した。  

気孔関度の測定  

気孔の開度測定ほ,FC処理直後および処理後3,6,  

9,12およぴ24時間目に行った。シリコンゴムで速やか   に兼の毅面の型を耽り,節緻鏡下で気孔の関度を測定し   た。Md般に光が当たると気孔は開き,特に督色光は著し   い影響を与えることが知られている。したがって,この   実験ではFC処理の効果をより明確にするため,処理後   の衆生は238cの暗熊下に置いた。  

孔辺細胞中のカリウムイオン濃度の測定   孔辺細胞中のカリウムイオンの染色はMans鮎1dと   JonesのCobaltinitrite法3)を若干修正して行った。すな  

わち,処理後6時間冒に米の盤面の嚢皮を注塩練くはぎ   取り肇 水冷した sodium coba旺imitrite 反応液 圭Co  

(NO2)〇・6拉20:4g,NaNO2:7払CH3COOH:2ml,H20:  

1:う11111に3鋸封酢酸漬した後,水冷した基留承で洗浄し   た。この衆皮を2分間10%の(NH4)2S溶液で処理し,  

蒸留水で洗浄後蹄腰儲下で観察した。カリウムイオンの   東根程度は,Kヰ の存在を示す孔辺細胞中の解い沈殿の   密度とその而薇によって評価した。  

らの気孔開閉調節機能は既往の生長銅盤物質では認めら   れておらず,FCがカンキツ類のケミカルコントロール   割として利用できるか否かの叫つの抱擁となるとともに,  

FCの新しい利用法を開発するための基礎データになる   と思われる。  

材料および方法   植物材料  

材料にほ,リ‡‡野ナツダイダイ (C存閥乃αね〟血んねぎ   HAYATA)の辣心胚カ、ら得た鉢植え2年生実生苗を用い   た。珠心肱実生ほ交雑実生と輿なって遺伝的形質が関係   と全く同山のため,均直な個体群を得られるという利点   がある。  

試薬の調整  

イタリアMdall大学のE.Marrさ博士よりFCの恵贈を   受けた。FCは少澄のエタノールで溶解後,0.1%の展   溶剤(Tween−20)を含む25ppm水溶液(pH6.5)とし   た。また,気孔を閉鎖して強い茶散抑制作用を示すこと   が知られているアブシジン酸(ABA,Sigma,n血ed   isomers)は,敢初少魔の0.1NNaOH溶液で溶解後水で   希釈し,HClでpH7.0に調査して0.1% rweell−20を   含む100ppm溶液とした。  

FC,ABAの処理および蒸散速度の測定  

FC,ABAおよび対照(0.1%の′rween−20を食む蒸留   水)処理ぶ午前9時に行い,処理1甘前から処型!後3日  

目まで1日1恒=称時刻に蒸散速度を測定した。次に,  

FCとABAの桔抗作用を調べる目的で,ABA処肇】!後に   FC処理を行った。午前9時にABA処理を行った後,  

2時l綱目(ABA+FC)およぴ2時間瀾と射時間冒(AlきA  

+FC+FC)にFC処理を行い,ABA処理後かち2時間   毎に午後11時まで蒸散速度を測定した。それぞれの処理   には,新梢の先補かち4−6枚冒の健全な紫2枚を供訳し,  

基金体に筆で塗布処理した。なお,爽験は触加温∵自然   冒佼のガラス妥内で行い,鉢植え衆生は土磯凝滞が柁燥   しない桂皮に撒水した。   

蒸散速度はポロメーター法によって測発した。すなわ   ち,Autoporometer(LambdaCo.LtdリModelLト65)を   用いて2cm2の紫の駄衝から蒸散した水恭賀が2.8125  

結果および考察  

米の蒸散速度に及ぼすぎCの彩響をFig.1に示す。  

処理前の薬ほ,ポロメーターのチャンバーが飽和線度に   巡するのに20秒前後かかったが,ABA処理虜の処理前   の倍は約14砂でやや恭散速度が商かった。これは,薬の   発育ステージの若干の違いによると思われる。対照区は,  

処理後1日を経過した頃より賂散澄の減少傾向を示し始   め,2日目に著しい減少を示した後増加した。処豊後2  

日目の著しい減少は,おそらく展着剤を含んだ蒸留水を   漁布したためと考えられるが,絆しい原因については明  

らかにできなかった。山九 FC処理塞は,チャンバー  

の飽和達成時瀾として12〜20秒の間を安定して維持し絞   

(3)

リIl野ナツダイダイ,の気孔閲魔の制御に及ぼす餌sicoccinの影響  

︻pU〇UむS︶︼山一警−0︼Od uO US⊂Odsa〝︻   ︵puOUaS︶hむ■むEOHOへ︼ ︼0 むSu〇dsU∝  

0   0  0  2  ノり  

O  ハリ  2  ノq  

−1 0 1 2 〕  

Days afしe工■ しreatment・  

Fig・.1.E鮎ctof餌sicoccin(ぎC)andabscisicacid(ABA)  

On tLlanSpiration rate of citruS)caves.FC=25   ppm;AおA=;100ppm.  

9111〕151719 2123  

℡1me of day  

椚料2.E鮎ctoff豆sicoccirl(FC)ontranspirationrateof   Citmsleave$ pre−treated with abscisic ac主d  

(ABA).FC=25ppm;ABA=10Oppnl.An10W   lニ=ABA treatment;Arrow2=First FC treat−  

ment;Arrow3=SecondFCtreatment.  

け,対照区で見られた蒸散の減少は認められなかった。  

ABA処埋区でほ,処型!翌日から急救な蒸散抑制を引き  

起こし,FC処哩区の50%,対照区の約70%の蒸散混と   なった。これらの結束から,FCには明らかにり‡相野ナ   ツダイダイ 爽生来に対して蒸散促進作用があるものと   思われる。但し,対照区での2日冒の蒸散低下が展溶剤   によって生じているとすれば,FCはこのような影響を   も打ち消す作用を有すると考えられる。   

次に,蒸散速度に及ぼすABAとFCの相互作用を邪   恋した(Fig.2)。ABA処理後の粟にFCを処理したと  

ころ,ABAの蒸散抑制作用ほ打ち消された。このFC   処理は1回で十分であり,2回反復処理しても効果ほ増   加しなかった。また,FCによる蒸散低下の抑制効果は   夕方から夜にかけて斯著であり,FCは暗韻による気孔   間組を妨げているように思われた。暗黒下での気孔開銀   がFCによって抑制されるメカニズムに関して机 後述   するKサイオンが関与しているのではないかと考えら   れる。   

FC処轢から24時間目まで経時的に気孔の開度を測屈   した(Fig.3)。対照薬は蒸留水を処理した渡後から気孔   が閉じ始め,その後若干の変動はあったものの気孔聞及   は毎朝前後であった。山九 FC処規紫は3時間目に   は明らかに気孔が広げられ,その後12時間日までそれら   の閲度は徐々に増大し,それ以後24時間目まで5′∠m前   後を維持し続けた。これらの倦は,対照柴より有意に大  

言ヱ吋富賃○霊叫0巴3岩倉  

5  

3.5  

0 3 6 912  2∠1  

Hours after しreat_menし  

Fig.3.E飴ctof餌sicoccin(FC)onstomatalapertureof   Citrusleaves.FC=25ppm.Verticalbarsindicate   Standarderror.  

きな催であった。以上のことから,FCはり‡‡野ナツダ   イダイ 実生紫の気孔を速やかに広げて恭敬を促進させ   る作用があり,Fig.2の結束を考慮にいれると,この作   用はA重きAと措抗的な生理作用であることが示唆された。   

FCによる気孔の閑皮増大が,エネルギー依存の生理  

的過程であることを動こ検討した。−−・般に,光による気  

孔の開度のま哲夫は礼遇細胞内へのK十の流入の増加お   

(4)

平塚  仲暮塩崎 修志・松庵 二良・河瀬 漆次  

Fiど.・I.Effectof山sicoccin(FC)ontheconcentratioIlOfpo【aSSiunlions(arrows)illthestomatalgtlal・dceJJs.Theleaves   WereSamPied6hoursafterFCtreatment.FC=25ppm.  

Ⅹ】−〉の存在を示す置い沈殿が濃度・耐礫ともにより多く  

認められた。これらの結束を染色程度として以下のよう   にまとめた。すなわち,孔辺細胞内のK十の染色密度   および両税を総合して,−,十,十十の3段階に分けた。  

これらの符号は,それぞれ1孔辺細胞面積の約20,dOお   よび60%が染色されていたことを示す。1処矧夏あたり   よびリンゴ酸合成の増加を伴い,これちの反応ほA8A  

によって抑制されることが知られている6)。したがって,  

礼遇細胞中のKづ仙の含羞吏を組織化学的に検出すること   により,FCが光の作用と同様なエネルギー依存の生理   反応を引き起こしているか否かが判る。Fig.4の耕徴鋭   写簸で示すように,FCで処整枝した*の孔辺細胞中にほ  

でablel.E鮎cto一山sicoccin(FC)ontheconcentrationofpotassiumionsinthe  

StOIllatal訃1ardce)ls  

Conは01   FC treatment 

Degrecofs血血ぼ NumbcrofcelLs   Degreeofs血血g* Numberofcells  

8 9 3  

1   7 2 1  

1  1   

* −=Cellstainedabout20%ofitsareabyCobalthitr主temethod,   

+=Ce11stainedabout40%ofitsareabyCobaltinitritemethod,   

十+=CeJJs【;linednbou【60ワ;,Ofi【snrezlb〉′Coba柚Ii(血enle【hod.  

Detaiisaredescribedinthe text.  

(5)

リ11野ナツダイダイ の気孔開魔の制御に及ぼす如sicoccimの影済蔓  

罰細胞について評価した。FC処讃l!してもK+を蓄瀾し   ない孔辺射椚泡はあったが,FC処理区の染色程度の++,  

+がそれぞれ11,12細胞だったのに対し,対照区ではそ   れぞれ3,9射昭包と明らかな差が認められ(1、ablel),  

リ‡ほテナツダイダイ 実生葉の孔辺細胞へのK十の密度に   及ぼすFCの淡い作用が確認された。なお,FCにはカ   ンキツ米の光合成速度を促進する傾向も認められたが,  

統計的に有意差はなかった(データ省略)。   

以上のように,FCはリー‡野ナツダイダイ,実生紫に対   して,他で報告された数樵の植物と同様明らかに強い生   準i!作用を示し,FCによるカンキツ類のケミかレコント   ロールの可能性が示唆された。なお,この実験では11司   のFC処理で2巨!後に,2回反後塵劇では1E‡後に若い   衆において萎縮が認められ,米の輩縮に伴ない部分的に   ネクロシスも認められた(Fig.5)。これらの薬酎ま,  

FCの有する気孔闊度の促進作用により楽観織の脱水が  

生じ,著しい脱水部分で米綿沐・紫綬嚢の分解が起こっ   た結果生じたものと推察された。したがって,実際栽灘   でFCによるケミカルコントロールを試みる場合,処肇l!  

時期や処讃lを漉度について十分検翻する必要がある。  

要   約  

力ンキツ頬に対するフシコクシン(FC)の作用の基礎   的知見を得る目的で,リ1膵㌣ナツダイダイ 球心胚爽生薬   の蒸散,気孔閉庇および孔辺細胞やのカリウムイオンの   濃度を調査した。   

FC(25ppm)処理によって明らかに蒸散鹿は増加し,  

ÅBA(100ppm)処理では抑制された。さらに,A蓋A処   理後の衆にFC処理を行なうことにより,ABAの作用   は打ち消された。このFC処理は1回で十分な効果を現   し,2回反復処理してもその効果ほ増大しなかった。  

FC処理後3矧間馴こは明らかに気孔開皮が増大し,そ   の間度は12時間目まで徐々に増加し続けた。FC処理塞   の気孔の孔辺細胞内には明らかにK+がより多く徽め   られ,FCは,エネルギーに依存した反応によって気孔   閲疲を増大させていると推察された。   

以上の結果から,FCがカンキツに対して強い生理作   用を引き起こすことは明かであり,FCがカンキツ栽培   における杭ABA剤,蒸散促進剤などといったケミカル   コントロール剤として使用できる可能性が示唆された。  

引 用 文 献   

1)GAu.Ⅰ,M.G.,SpÅRVOL王,E.andCAROl,M.Compara−  

tive effects of fusicoccin and gibberel艮c acid on the  

PrOmOtionofgerminationandDNAsynthesisinitiation  

ぬガ如才ゆα紗那g和ぐfぬ Plant Sci.Lett.5:35ト357   

(1975).  

2)LÅDO,PりRASトCA】.DOGIヾ0,F.andCoLOMBO,R.Acト   dification of thc mcdium associated with nornlalaIld  

fusicocci】1−induced secd gemlination.Physiol.P)ant.  

鋸:359−364(1975).  

3)MANSFIE叫T.A.andJoNES,R.J.E鮎ctsofabscisic   acid on potassiuIlluPtake and starch contcnt of sto−   

matal糾訂dce迫s.Pla血a101:147−158(1971).  

4)MAR次長E.,LAl)0,P.,RASトCALDOGNO,F.and Coし   OMBO,R.Correlationbetweence罠en!訂gementinpea   htemode se耶1entS and decreasein the pH of the    Fig.5.Curlingofyoungcitrusleaveseausedbyfusicoc−  

Cin(FC)treatment.Necrotic spots(arrows)are   alsofound.  

FC;=25pl)m.  

(6)

平塚  仲・塩崎 修怒・粉塵 二良・河漸 意次  

mcdium ofincuba[ion.Ⅰ.Effects offusicoccin.naturaJ   and syntheticauxins andmannitol.PlantSci.Lett.l:   

179−184(1973).  

5)PILET,P.E.Fusicoccin and auxin e鮎cts on root    餅OWth.PlantSci.Lett.7:飢−84(1976).  

6)鮎SCIiKE,K.T】1eStOmataiturgormechani$mandits   responsestoCO2andabscisicacid:Observationsand   

ahypothesis.In Regulationofcelimembraneactivi−   

tiesin plants ,ed.Ma汀伝,EりCi飴れ0.pp.173−   

183.Amsterdam,Norぬ胡o11and(1977).  

7)SQUIRE,G,R.andMANSFIELD,T.A.Studiesofthe   mechanism of action of fusieoccin,the fungaltoxin  

thatinduces wi】ting,anditsinteractionwith abscisic    acid.P】antal略:7ト78(1972).  

S)YÅMAGAl・A,Y.andMASUDA,Y.Comparative studies   

OnauXinand魚】Sicoccinactionsonplantgrowth.Plant   

Cel‖袖ysiol,18:4ト52(1975).   

参照

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