ホウ素は植物細胞壁でペクチンを架橋して働く

• 担当機関: （独）農業技術研究機構 九州沖縄農業研究センター
• 研究期間: 1999～2002
• 研究担当者: 松永俊朗; 石井 忠（森林総研）
• 発行年度: 2002
• 要約: 植物の必須微量元素であるホウ素の主な働きは、細胞壁でペクチンをラムノガラクツロナンII－ホウ酸複合体の形で架橋して、細胞壁構造を安定化することである。
• キーワード: ホウ素、ペクチン、ラムノガラクツロナンII
• 背景・ねらい: ホウ素は、植物の必須微量元素であるが、その分子レベルでの機能は不明であった。近年、植物細胞壁中のホウ素は、一分子のホウ酸が二分子のペクチン性多糖ラムノガラクツロナンII単量体（mRG-II）を架橋したラムノガラクツロナンII－ホウ酸複合体（dRG-II-B）の形で存在することが明らかにされた。そこで、植物細胞壁中でのdRG-II-B複合体の役割を検討した。
• 成果の内容・特徴: 1.; テンサイ細胞壁をイミダゾール－塩酸抽出すると、ホウ素を含むペクチンが得られる。このペクチンを、ホモガラクツロナン（HG）を分解するエンドポリガラクツロナーゼで処理すると、dRG-II-Bが得られる（図1）。したがって、RG-IIは、細胞壁ペクチンの主成分であるHGと共有結合している。; 2.; カボチャをホウ素が十分にある培地（25μM）で水耕栽培したとき、葉の細胞壁中RG-IIは、大部分がdRG-II-B複合体である（図2 B+）。一方、ホウ素を除いた培地で栽培したとき、ホウ素欠乏症状を示した葉の細胞壁中dRG-II-B量は減少し、mRG-II量が増加する（図2 B-）。そのホウ素欠乏植物を、¹⁰Bラベルしたホウ酸を含む培地に移すと、吸収されたホウ酸は、生成されたdRG-II-B複合体に取り込まれる（図2 B- +¹⁰B）。それに伴い、緩んでいた細胞壁構造が引き締まることが観察される（図3）。; 3.; 以上のことから、ホウ素の主な働きは、細胞壁でペクチンをラムノガラクツロナンII－ホウ酸複合体の形で架橋して、細胞壁構造を安定化することである（図4）。
• 成果の活用面・留意点: 1.; ホウ素の栄養診断や施肥法などの開発に役立つ。; 2.; 種子植物全般に、適用可能である。; 3.; 架橋とは、鎖状高分子の分子間で、橋を架けるように化学結合を形成させることをいう。
• カテゴリ: 栄養診断 かぼちゃ 水耕栽培 施肥 てんさい