硝酸還元酵素は、AsA-GSH経路とグリオキサラーゼ系の活性を高めることで、サリチル酸誘発水ストレス耐性に必要であることが明らかになった

Nitrate reductase is required for salicylic acid-induced water stress tolerance of pepper by upraising the AsA-GSH pathway and glyoxalase system.

• Cengiz Kaya

抄録

コショウ（Capsicum annuum L.）植物のサリチル酸（SA）による水ストレス耐性の改善に硝酸還元酵素（NR）が関与しているかどうかを評価する試験を行った。WS 処理を開始する前に，0.5mM のサリチル酸をよく水を張った植物（WW）の半分と，WS 株に葉面散布として 1 日 1 回，1 週間散布した。土壌の保水能力は，WS 株とよく水を張った（WW）株では，それぞれ満水時の 40％と 80％の保水能力を維持した。水ストレスは、植物の総乾燥重量、F /F、クロロフィルaとb、相対水分量、葉の水分ポテンシャル(ΨI)を対照と比較してそれぞれ53、37、49、21、36、33%減少させたが、マロンジアルデヒド(MDA)、過酸化水素(H O )、電解質漏出(EL)、メチルグリオキサール(MG)、プロリン、主要な抗酸化酵素の活性、NOとNRの活性は有意に増加していた。SAは酸化ストレスを軽減したが，抗酸化防御システム，アスコルビン酸-グルタチオン（AsA-GSH）サイクル酵素，グリオキサラーゼシステム関連酵素，グリオキサラーゼI（Gly I）とグリオキサラーゼII（Gly II），植物の生育，光合成形質，NO，NR，プロリンを改善した。SA誘発WS耐性は、NOのドナーであるニトロプルシドナトリウム（SNP）の補充によってさらに改善された。NR 阻害剤であるタングステン酸ナトリウム(ST)を SA および SA+SNP と併用して WW 株および WS 株に適用し，NR が SA で改善された WS 耐性に寄与しているかどうかを評価した．その結果，トウガラシにおけるNOとNRの活性を低下させることで，STはSAの有益な効果を無効にしたが，SNPをSA+STと併用することでSTの負の効果は逆転し，NOとNRはトウガラシのSA誘発WS耐性に共同で必要とされることが示された。

A trial was conducted to evaluate whether nitrate reductase (NR) participates in salicylic acid (SA)-improved water stress (WS) tolerance in pepper (Capsicum annuum L.) plants. Before starting WS treatment, 0.5 mM SA was applied to half of the well-watered (WW) plants as well as to WS-plants as a foliar spray once a day for a week. The soil water holding capacity was maintained at 40 and 80% of the full water storing capacity for WS and and well-watered (WW) plants, respectively. Water stress caused substantial decreases in total plant dry weight, F /F , chlorophyll a and b, relative water content, leaf water potential (ΨI) by 53, 37, 49, 21, 36 and 33%, respectively relative to control, but significant increases in malondialdehyde (MDA), hydrogen peroxide (H O ), electrolyte leakage (EL), methylglyoxal (MG), proline, key antioxidant enzymes' activities, NO and NR activity. The SA reduced oxidative stress, but improved antioxidant defence system, ascorbate-glutathione (AsA-GSH) cycle enzymes, glyoxalase system-related enzymes, glyoxalase I (Gly I) and glyoxalase II (Gly II), plant growth, photosynthetic traits, NO, NR and proline. SA-induced WS tolerance was further improved by supplementation of sodium nitroprusside (SNP), a donor of NO. NR inhibitor, sodium tungstate (ST) was applied in conjunction with SA and SA + SNP to the WW and WS-plants to assess whether NR contributes to SA-improved WS tolerance. ST abolished the beneficial effects of SA by reducing NO and NR activity in WS-pepper, but the application of SNP along with SA + ST reversed negative effects of ST, showing that NO and NR are jointly needed for SA-induced WS tolerance of pepper plants.

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