タバコ(Nicotiana tabacum)トライコームの重金属集積および排出機構に関する研究
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概要
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タバコ(Nicotiana tabacum)をカドミウム(Cd),亜鉛(Zn)で処理すると,葉表面の毛状の組織である腺性トライコームに金属を蓄積し,さらにカルシウム(Ca)を含む結晶の形で先端の細胞から排出する.トライコームおよび結晶物質の数はカドミウム処理に応じて増加し,タバコの重金属耐性に関与している.重金属排出機構を詳細に調べるため,結晶状物質を葉表面から採集,化学形態を放射光蛍光X線分析法で測定した.物質中のCd,Zn,Caの化学形態を,いずれも炭酸塩であると決定した.共焦点レーザー顕微鏡を用いてin vivoでのグルタチオンの蛍光標識および定量を行ったところ,トライコームの先端の細胞にグルタチオンが蓄積していることが判明した.組織特異的なESTライブラリを解析したところ,トライコームではストレス応答に関与すると考えられる遺伝子の割合が多く,PRタンパク質(pathogenesis-related protein,病原応答性タンパク質)が恒常的に発現し,さらにそれらの多くはシステインリッチで分泌シグナルを持っていた.これらのPRタンパク質が重金属解毒および排出に関与している可能性が示唆される.植物の重金属解毒機構とともに生体鉱物形成(バイオミネラリゼーション)機構にも興味が持たれる.
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