干ばつに曝されたコムギ遺伝子型におけるアスコルビン酸-グルタチオンサイクル成分の日内変化

Diurnal changes of the ascorbate-glutathione cycle components in wheat genotypes exposed to drought.

• Durna R Aliyeva
• Lala M Aydinli
• Ismayil S Zulfugarov
• Irada M Huseynova

抄録

アスコルビン酸-グルタチオン（AsA-GSH）サイクルは、植物におけるH2O2消去の主要な経路である。AsA-GSH代謝に関与する過酸化水素（H2O2）含有量、脂質過酸化（マロンジアルデヒド、MDA）の強度、光合成、抗酸化物質、抗酸化酵素活性の日内変動の影響を、土壌乾燥に曝露したデュラム（Triticum durum Desf.）およびパン（Triticum aestivum L.）コムギ遺伝子型の葉を用いて比較検討した。干ばつストレスは、H2O2、MDAの含有量の増加、AsA-GSHサイクル酵素の活性の変化、および日中のAsAおよびGSHの含有量の定量的変化を引き起こした。PSIIの効率は、午後の最高気温で対照葉と干ばつに曝露された葉で有意に低かった。アスコルビン酸ペルオキシダーゼ活性は日中の温度上昇とともに上昇し、アスコルビン酸量は減少することがわかった。さらに、グルタチオン量とグルタチオン還元酵素活性は、酸化されたグルタチオンの再生を犠牲にして増加した。これらの結果から、小麦は抗酸化酵素の活性を高め、アスコルビン酸とグルタチオンの濃度を変化させることで、干ばつストレスに耐えられることが明らかになった。

The ascorbate-glutathione (AsA-GSH) cycle is a major pathway of H2O2 scavenging in plants. The effect of diurnal variations in hydrogen peroxide (H2O2) content, the intensity of lipid peroxidation (malondialdehyde, MDA), photosynthesis, antioxidants and antioxidative enzyme activities involved in AsA-GSH metabolism has been studied comparatively in leaves of durum (Triticum durum Desf.) and bread (Triticum aestivum L.) wheat genotypes exposed to soil drought. Drought stress caused an increase in the content of H2O2, MDA, alterations in the activities of AsA-GSH cycle enzymes and quantitative changes in AsA and GSH content during the day. PSII efficiency was significantly lower in the control and drought exposed leaves at the highest temperature in the afternoon. The ascorbate peroxidase activity was found to increase and ascorbic acid amount decreased with increasing temperature during the day. Further, the glutathione amount and glutathione reductase activity increased at the expense of the regeneration of the oxidised form of glutathione. Our results revealed that wheat can tolerate drought stress by enhancing the antioxidant enzyme activities and alteration of the concentration of ascorbate and glutathione.