水素水によるイチゴの塩ストレス軽減：生理学的・トランスクリプトーム・メタボローム統合解析

要約

土壌塩類化による農業生産への影響が深刻化する中、イチゴ苗（Fragaria×ananassa 'Benihoppe'）を用いて水素水（HRW）の塩ストレス緩和効果を多層オミクス解析で検討した。HRW処理により根部バイオマスが49.50%増加し、可溶性糖・MDA・抗酸化酵素活性が調節されるとともに、K⁺取り込みとNa⁺排除が促進された。トランスクリプトーム解析ではイオン輸送・抗酸化防御・細胞壁合成関連遺伝子の発現誘導が確認され、メタボローム解析ではフェノール酸・フラボノイド・アミノ酸が主要代謝物として同定された。フェニルプロパノイド生合成経路とアミノ糖・ヌクレオシド糖代謝経路が保護効果の中心的役割を担うことが示された。

メカニズム

HRWはイオン輸送・抗酸化防御・細胞壁合成関連遺伝子を誘導し、フェニルプロパノイド生合成およびアミノ糖代謝経路を活性化することでK⁺/Na⁺恒常性と酸化ストレス応答を改善する。