塩類耐性を有するSesbania rostrataにおけるNa⁺の体内挙動の解析

多くの植物は高濃度のNaClによって枯死する（NaCl感受性）。しかし、枯死することなく生育するものもあり、Sesbania rostrataはその一である（NaCl耐性）。このS. rostrataのNaCl耐性の発現要因を明らかにするためにまず、Na⁺が植物体内でどのように挙動しているのかを調べた。

材料及び方法

• Sesbania rostrata Brem. & Oberm. (NaCl耐性)
• インゲン Phaseolus vulgaris L. cv. Meal (NaCl感受性)

両種ともマメ科植物の一年生草本である。

バーミキュライトで初生葉の展開まで育てた幼植物を、1/2強度の春日井水耕液で水耕栽培した。S. rostrataは第3本葉、インゲンは初生葉がそれぞれ展開した段階で、塩処理を行なった。

塩処理は、20、100、150mMになるようにNaClを加えて2週間行なった。対照区はNaClを加えずに同様に生育させた。なお、100、150mM処理区は2日ごとに増塩することで、塩濃度の急上昇によるストレスを緩和した。

• NaCl耐性の検定：塩処理後に害徴の観察と、新鮮重測定と乾燥重測定を部位別に行った。
• Na⁺挙動の解析法：金属量を測定できるICP（Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer、プラズマ発光分光分析装置）を用いて、部位別にNa⁺量を測定した。

Na⁺量の測定は、乾燥試料0.1gを1.4mM HNO₃で1晩湿式灰化し、残渣を蒸留水0.5lに溶かしてICPで測定した。

結果

NaClの処理によってインゲンでもS. rostrataでも、下位の葉から壊死が起こった。100mM処理区では、インゲンではこの壊死が茎葉部・全体に拡大して枯死してしまったが、S. rostrataでは茎葉部に拡大することはなく、枯死しなかった（Fig. 1）。

NaCl耐性植物S. rostrataでのNa⁺の分布：植物体全体のNa⁺平均濃度は、対照区では0.88 mmol/g d.w.、100mMでは6.5 mmol/g d.w.であった。100mM処理区では植物体全体に高濃度のNa⁺が含まれていた (Fig. 2)。

考察

S. rostrataで壊死が全体に拡大しないのはなぜだろうか。

100mM処理区で上位の葉が高濃度のNa⁺を含むにも関わらず壊死しないのは、S. rostrataの上位の葉細胞に、高濃度のNa⁺に耐えるメカニズムがあるからだと考えられる。また、最初に切り捨てられる最下位の葉にNa⁺が多く含まれるという結果は、Na⁺を最下位の葉に集積・落葉して排出し、他の組織の生存を図るメカニズムの存在を示唆する。

Fig. 1. S. rostrata (a)とインゲン (b) の100mM NaCl処理後14日目の写真。	Fig. 2. S. rostrata Na+分布。対照区（白抜き）と100mM NaCl処理区（黒塗り）を示した。100mM処理区の初生葉は落葉したため測定せず。