ハコベにおける活性酸素抵抗性機構の解析
二俣みな子 指導教官 松本宏
＜背景と目的＞
活性酸素生成を通して植物を枯殺する除草剤には以下の２つのタイプがある。
１) 光化学系Tの還元末端から電子を奪ってラジカル化され、その電子を酸素に渡して
スーパーオキシド(O2−)を精製させるタイプ
２）テトラピロール合成酵素のprotoporphyrinogen oxidase(Protox)を阻害し、蓄積したprotoporphyrin\(Prot\)の光増感作用で一重項酸素（１Ｏ２）を作り出すタイプ
ハコベはこれらの剤に対して比較的強い抵抗性を示すと報告されている。先行研究からハコベにおける活性酸素抵抗性機構においてハコベの持つ抗酸化活性がもともと大きいこと、および活性酸素が発生する条件下で抗酸化酵素の活性誘導が起こることが要因となっていることが示唆されている。また、この抗酸化酵素の活性は除草剤ストレスのみでなく、種々の環境要因で誘導される活性酸素に対する抵抗性にも関与している可能性がある。
本研究では上記の１）のタイプの除草剤であるparaquatを用いて活性酸素に対するハコベの抗酸化酵素活性の変動を、アオビユ(畑地の広葉植物)・メヒシバ(イネ科雑草)と比較検討し、誘導が顕著な酵素についてその遺伝子レベルでの発現誘導を調べる。
またいくつかの環境ストレスに対する抵抗性と抗酸化酵素活性の誘導を検定し、ハコベの活性酸素消去能を解析することを目的とする。
＜方法＞
１.paraquatに対する抵抗性の確認
3葉期のハコベ、メヒシバ、アオビユに10−8M,10−７M,10−６Mのparaquatを噴霧処理し、グロースチャンバー内で1週間生育後、地上部、葉部についてクロロフィル含有量を測定した。
２.抗酸化活性の経時変化の測定
3葉期のハコベ、メヒシバ、アオビユに10 −7Mのparaquatを噴霧処理し、0，１，2，3日目にそれぞれ抗酸化酵素であるアスコルビン酸ペルオキシダーゼ（APx）、グルタチオンレダクターゼ(GR)について測定し無処理区と比較した。
＜結果・考察・今後の予定＞
１． 各植物のparaquat処理後のクロロフィル含量は濃度が高くなるにつれて減少傾向にあったが、ハコベは他の２種と比べてその現象が比較的緩やかであり、活性酸素に対する抵抗性の傾向をみることができた。
２． APx,GRについて、ハコベでは処理後のほうが無処理のものよりも高い酵素活性が見られ、また他の２種では処理後に酵素活性の低下が見られた。しかしいずれも先行研究で見られたような顕著な変化は見られなかったため今後追試を行う必要がある。
今後の予定；抗酸化酵素であるAPx,GRの追試と、同じく抗酸化酵素であるSOD,GPx,DHAR,MDAR,についても測定し、誘導が顕著な酵素についてそのmRNAの誘導を調べる。また水分や温度ストレスに対する抵抗性と抗酸化酵素活性の誘導も調べる。