植物生理学および病理学ジャーナル

アスコルビン酸は抗酸化および金属耐性機構のアップレギュレーションにより、イネ（Oryza Sativa L.）に対するセレンの植物毒性効果を軽減します。

ハーシュ・ネイヤー

微量濃度（<1mg/kg）のセレン（Se）は多くの植物種にとって有益であることが証明されていますが、高濃度では有毒であると考えられており、植物の潜在的な成長と収穫量に悪影響を及ぼします。したがって、植物に対するSeの植物毒性を最小限に抑える対策が必要です。アスコルビン酸（Asc）は、酸化還元緩衝剤、強力な抗酸化剤、光合成酵素、植物ホルモン、細胞分裂および成長の調節剤として重要な役割を果たしています。本研究では、Seストレスに敏感なイネを、制御された実験室条件（30/25、15/9時間、明/暗、光強度：350 umol m-2 s-1、RH：65-70%）で、セレン（セレン酸ナトリウムとして、1、2.5、および5 ppm）を50 μM Ascの存在下または非存在下で10日間、半分の濃度のHoagland溶液で栽培しました。 2.5 ppm の濃度の Se では、根と芽の成長がそれぞれ 22.6 および 30% 阻害され、5.0 ppm では顕著に増加しました (根で 47%、芽で 60%)。2.5 および 5.0 ppm の Se で処理したイネに Asc を添加すると、Se なしで育った植物に比べて、根の成長がそれぞれ 36 および 21% 改善され、芽の成長が 28 および 38% 増加しました。Se の吸収は外因性濃度の上昇とともに増加しましたが、Asc の適用による影響はありませんでした。Asc を補充した植物は、Se による膜、クロロフィル、PSII 機能への損傷を著しく予防しました。 Se ストレスを受けた植物に Asc を添加すると、マロンジアルデヒドおよび過酸化水素含有量として測定された酸化ストレスが大幅に減少することが観察され、これは酵素 (具体的にはアスコルビン酸ペルオキシダーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ) および非酵素 (アスコルビン酸、還元型グルタチオン) 抗酸化物質の活性の改善と関連していることが判明しました。さらに、Asc を添加した Se ストレスを受けた植物では、メタロチオネイン、総チオール、およびグルタチオントランスフェラーゼ (GST) 活性が大幅に上昇し、Se の毒性効果が減少しました。