空色西洋アサガオ花弁の着色細胞のpH上昇と液胞膜輸送

抄録

[目的] 空色西洋アサガオ（Ipomoea tricolor cv. Heavenly blue）はツボミの時は赤紫色で開花時に青色に変化する。花弁の色素には変化がなく、開花ステージを通じてヘブンリーブルーアントシアニン(HBA)のみ存在する。既に我々は、この花色変化がツボミから開花するに従って液胞pHが6.6から7.7へと上昇するためであることを明らかにしている¹⁾。このpHの上昇は液胞膜上に存在する種々のポンプや輸送体²⁾の働きによると考えられる。そこでこれらのタンパク質の液胞膜上の局在や輸送活性を調べた。
[方法及び結果] 開花24時間前のツボミと開花時のアサガオ花弁から短時間の酵素処理により着色プロトプラストを得、これから液胞膜小胞を調製した。液胞膜小胞の免疫ブロッティングによりV-PPaseが開花時に増加することと、Na⁺/H⁺ exchangerがツボミには存在しないが開花時に多量に発現することが明らかとなった。このNa⁺/H⁺ exchangerは花の液胞膜上だけに局在することが確認できた。さらに開花花弁の液胞膜小胞でV-ATPaseとV-PPaseに基づくプロトン輸送活性があることを確認した。開花に伴う液胞pHの上昇は、V-ATPaseとV-PPaseにより生じたH⁺濃度勾配を利用してNa⁺/H⁺ exchangerがNa⁺またはK⁺とH⁺を交換輸送するためと考えられる。現在Na⁺/H⁺ exchangerの活性を測定中である。
1) K. Yoshida et al., Nature, 373, 291 (1995).
2) T. Yamaguchi et al., Plant Cell Physiol. 42, 451-461 (2001).