タイヌビエ種子の休眠と発芽 : 呼吸および呼吸関連酵素活性の変動

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タイヌビエ種子の休眠・発芽における生態的挙動に対する生理・生化学的機構(physiological ecology or ecophy siology)を解明しようとする研究の第一歩として、休眠および休眠覚醒種子の生理的特徴を呼吸およびその関連酵素の活性から検討した。供試種子は農研センター鴻巣試験地由来のタイヌビェから採集したもので、休眠種子は採種後-21℃に貯蔵してその休眠性を維持させ、またこの一部の種子を4℃土壌埋没処理によって休眠覚醒種子を得た(Figure 1)。測定項目は30℃、明条件の発芽床に置床したときのCO_2/0_2交換、エタノール生成、呼吸関連酵素(G6PDH、 6PGDH、 ADH、 ICDH、 cytochrome c oxidase、 polyphenol oxidase、 catalase、 peroxidase)活性の変動であった。休眠種子は置床全期間を通じてCO_2/O_2交換量、すべての酵素活性においてほとんど変動がたく、呼吸代謝的にも全く静止状態にあると考えられた。また、RQ値が1.0付近に維持され、cytochrome c oxidase活性も低いレベルで存在することから(Figures 3,4)、休眠種子は通常の電子伝達系で僅かだから好気呼吸していることが示唆された。しかし、測定された酵素の活性(Figures 4,6)、とくにADH活性は休眠覚醒種子の置床0 hrに比べ比較的大きく、休眠種子内では酵素活性そのものが制限要因でなく、何らかの機作で酵素反応が静止しているものと考えられた。しかし、休眠覚醒種子においては、置床直後からRQ値、ADH活性などが急激に増大し(Figures 3,4)、多量のエタノールが生成されるが(Figure 5)、その後鞘葉、根鞘の突出によって外被が破られ外部酸素が利用可能とたるとADH活性は低下し、代ってcytochrome c oxidase活性が増大し始め、RQ値も1.0に近づいた(Figures 3,4)。したがって、休眠覚醒種子は花被、果皮などを含む外被によって胚に対する酸素の供給が制限されており、置床後から鞘葉だとの突出までの幼芽の生長に必要なエネルギーはアルコール発酵系によって獲得されることが示唆され、この置床初期におけるADH活性の急激な増減は発芽の肉眼的観察以前におこる重要な生理的形質と考えられた。
日本雑草学会の論文
1987-10-30

タイヌビエ種子の休眠と発芽 : 呼吸および呼吸関連酵素活性の変動

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