水素水処理による低温ストレス応答の防御機構：トランスクリプトームとメタボノミクスの統合解析

要約

低温ストレスへの耐性不足は植物栽培における課題である。本研究では、75%水素水（HRW）処理が低温ストレス下の植物に与える影響をトランスクリプトームおよびメタボノミクスの統合解析により検討した。HRW処理により気孔密度の低下、光合成効率の向上、MDAやSODなどの生理指標の改善が確認された。7,883個の差異発現遺伝子と439個の差異代謝物が同定され、フェニルプロパノイドやフラボノイド生合成経路との関連が示された。PAL、CHS、COMT等の遺伝子発現上昇により蓄積したコニフェリルアルコールおよびエリオジクチオールが、HRW処理によって抑制されることが明らかとなった。

メカニズム

低温ストレスによりPAL・CHS・COMT等の遺伝子が発現上昇し、コニフェリルアルコールおよびエリオジクチオールが蓄積するが、75%HRW処理がフェニルプロパノイド・フラボノイド生合成経路を調節してこれを抑制する。