中国栗の再石灰化種子の発芽に対するGABAとビガバトリンの効果と種子の休眠と貯蔵への示唆

Effects of GABA and Vigabatrin on the Germination of Chinese Chestnut Recalcitrant Seeds and Its Implications for Seed Dormancy and Storage.

• Changjian Du
• Wei Chen
• Yanyan Wu
• Guangpeng Wang
• Jiabing Zhao
• Jiacheng Sun
• Jing Ji
• Donghui Yan
• Zeping Jiang
• Shengqing Shi

抄録

栗の種子にはγ-アミノ酪酸（GABA）が豊富に含まれており、炭素/窒素代謝を変化させることで不定根の発生を抑制している。しかし、この代謝物がクリの種子中でどのような役割を果たしているかについては、ほとんど知られていない。本研究では、外因性の GABA とビガバトリン（GABA の分解を阻害する VGB）で処理したクリの種子の発芽に対する GABA の変化の影響を調べた。どちらの処理も種子の発芽と一次根の成長を有意に阻害し、HO のかなりの蓄積をもたらしたが、内因性の GABA 含有量は 48 時間で発芽前に減少した。有機酸の変化は播種後 120 時間で観察され，クエン酸塩濃度の低下とリンゴ酸塩濃度の上昇が見られた。同様に、可溶性タンパク質の含有量は 120 時間後に増加したが、ほとんどの遊離アミノ酸の含有量は 48 時間後に減少した。これらの結果は、クリの種子中のGABAレベルの変化が種子の発芽を阻害する可能性を示唆している。また、今回の研究データは、クリの種子や他の反発性種子の休眠・貯蔵の解明にも役立つかもしれません。

Recalcitrant chestnut seeds are rich in γ-aminobutyric acid (GABA), which negatively regulates adventitious root development by altering carbon/nitrogen metabolism. However, little is known regarding the role of this metabolite in chestnut seeds. In this study, we investigated the effects of GABA changes on the germination of chestnut seeds treated with exogenous GABA and vigabatrin (VGB, which inhibits GABA degradation). Both treatments significantly inhibited seed germination and primary root growth and resulted in the considerable accumulation of HO, but the endogenous GABA content decreased before germination at 48 h. Soluble sugar levels increased before germination, but subsequently decreased, whereas starch contents were relatively unchanged. Changes to organic acids were observed at 120 h after sowing, including a decrease and increase in citrate and malate levels, respectively. Similarly, soluble protein contents increased at 120 h, but the abundance of most free amino acids decreased at 48 h. Moreover, the total amino acid levels increased only in response to VGB at 0 h. Accordingly, GABA and VGB altered the balance of carbon and nitrogen metabolism, thereby inhibiting chestnut seed germination. These results suggested that changes to GABA levels in chestnut seeds might prevent seed germination. The study data may also help clarify the dormancy and storage of chestnut seeds, as well as other recalcitrant seeds.