ムクゲの花の開花および老化過程におけるエチレン,ポリアミンの代謝ならびにそれらが花弁の老化に及ぼす影響(発育制御)  [in Japanese] The Possible Relationship between Ethylene and their Effect on Flower Longevity in Hibiscus syriacus L.(Growth Regulation)  [in Japanese]

高等植物ではエチレンとポリアミンはそれらの生合成において,メチオニンから合成されるS-アデノシルメチオニン(SAM)を共通の中間基質としている.本研究では,短命花として知られるムクゲの開花および老化に伴うエチレンの生成ならびに花弁中のACC,結合体ACC,ポリアミン含有量の変化,またエチレン発生試薬やエチレン合成阻害剤,あるいはポリアミンやポリアミンの合成阻害剤による処理が花弁の老化に及ぼす影響を調べ,ムクゲの花の老化におけるエチレンとポリアミンの作用ならびにそれら代謝の相互関係について検討を行った.ムクゲは開花前から花弁中に微量のACCを含有し持続的に少量のエチレンを発生したが,花弁の老化開始前後から結合体ACCの増加と共にエチレン発生量の急激な上昇が認められた.花弁中のポリアミンについては,プトレシンやスペルミシンが大きな変動を示さなかったのに対し,スペルミン含有量はエチレン発生量が上昇するのと対照的に老化の進行に伴って減少した.SAMからのACC合成を阻害するAVGは,エチレン生成を抑制し,花の老化を著しく遅延すると同時に花弁中のスペルミン濃度を高く維持した.一方,SAMの脱炭酸酵素の阻害剤MGBGは,スペルミン合成を抑制するとともにエチレンの生成を促進し花の老化時期を早めることから,エチレンとポリアミンの生合成における共通基質SAMの流れがムクゲの花の老化に大きく係わっていることが示唆された.

In the higher plants, S-adenosylmethionine (SAM) synthesized from methionine serves as a common substrate for the biosynthesis of ethylene and polyamine. To clarify the relationship of ethylene and polyamine metabolism during the anthesis and senescence of Hibiscus syriacus L. flowers, ethylene production and changes in the concentration of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC), ACC-conjugate, and polyamines in the petal were examined. A very low level of ACC was detected in the petal, and a very low ethylene evolution was observed, even before flower opening. Ethylene production greatly increased just around the beginning of petal in-rolling and paralleled an increase of ACC-conjugate in the petal. With regard to polyamine concentration, spermine decreased with petal senescence in contrast to the sharp rise in ethylene production. Aminoethoxyvinylglycine, which is a potent inhibitor of ACC synthesis from SAM and thereby represses ethylene formation, extended the flower longevity and maintained a high spermine concentration in the petal. In contrast, methylglyoxal-bis (guanylhydrazone), which is a potent inhibitor of SAM decarboxylation and also inhibits spermine biosynthesis, promoted ethylene production and shortened the flower longevity. These findings suggest that a competition for SAM between ethylene and polyamine biosynthesis may play a key role in determining flower longevity in H. syriacus L.