2016-10-09 06:18 | カテゴリ:未分類

      現在、日本中の水田では、銀色に稲穂が頭を垂れて、収穫が始まっている。この、イネは下葉(したば)もきれいに銀色に枯れあがっている。これはどいうことかといえば、下葉に蓄積されていたミネラル分やタンパク質やデンプンが葉の細胞内で低分子に分解されて、葉の細胞から出て師管に入り、穂に転流して、種子にミネラルやデンプンやタンパクとして蓄積しているのである。このようにして最終的には穂以外は細胞壁成分のみによる「稲わら」になってしまうのである。

 

     この、作物の栄養成長から生殖成長への体制の質的転換のために、農家はいったん水を切ったり(中干し)するショックを与える。そうすると、葉の細胞の「オートファジー(自己消化、自食、貪食とか日本語に訳されている)」が起こるのである。葉の細胞の中では葉緑体やミトコンドリアや最後には核までが、ごっそりと液胞の中に取り込まれて構造が消失される。消失するということは分解酵素によって低分子になり顕微鏡下や電子顕微鏡下でも見えなくなるということである。

    

     低分子にまで分解された化合物は師管を通って、イネの種子に運ばれる。これが転流ということである。1950年代にすでにこの栄養成長から生殖成長へのイネの体制の質的変化の指標として、アスパラギン・テストというのが当時東大農芸化学科植物栄養・肥料学教室で開発されていた(尾崎清ら)。イネの茎の搾汁液をペーパークロマトグラフィーで1次元展開してアミノ酸の発色試薬であるニンヒドリンで定性的にアスパラギンを同定して、それが増えていればイネが登熟期に入ったという生化学的な栄養診断法であった。このアスパラギン(やグルタミン)は一分子中に抱える窒素(N)の数が多いので、N源の運び屋としてほかのアミノ酸より有利なのである。このときのN源は主として、葉の葉緑体の中の光合成機能を担う「Rubisco」というたんぱく質である。

    

     このようにして、根から吸収された窒素(N)、リン酸(P)、カリ(K)などの必須元素は、いったん葉に移行し、葉での光合成に寄与する。葉で炭酸同化した空気中の炭酸ガス由来の炭素(C)とともに、葉の中での機能を終えると、葉が自己消化を起こして、これらの諸元素は、再び新しい次世代組織(種子)に転流されることにより、植物は脈々と次世代に栄養を受け渡ししているのである。
      
  今回大隅良典氏による食用酵母の観察によるノーベル賞受賞が、「オートファジー」の意味を大衆に知らしめた意義は非常に大きいと思う。しかしすでに各所で解説されているように「オートファジー」は単なる「細胞の不要物質の掃除屋」なのではない。「オートファジー」はすべての生物にとって必須の栄養素の輪廻転生のための機能であることを、小生は植物栄養学の立場から強調しておきたい。

   
  実るほど 頭をたれる 稲穂かな 
  
とは、人は年を取るほど謙虚であれ ということらしいが、この現象の背景に潜むイネの栄養生理は、実は「オートファジー」なのである。
                  
  酵母ばかりでなく、高等植物にも学ぶことは非常に多いのである。
          
(森敏)

 

 

 


秘密

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