アブシナゾール処理による植物へ

の乾燥耐性付与技術の開発

千葉大学大学院 園芸学研究科 教授 近藤 悟

新技術の特徴 １：植物への乾燥耐性付与を目的とした技

術開発は、極めて少ない。 2:植物の種類にかかわらず応用可能。 3：本技術の適用により、灌水の回数が削減されるため、大幅な節水が期待される。 4：処理方法は、散布のみであるため簡単。

新技術の特徴・従来技術との比較 植物の乾燥耐性の向上には、葉の気孔を速

やかに閉鎖させることが必要。 1：トリアゾール系の薬剤は同様な効果を持つが、植物の成長を阻害する副作用を伴う。 2:成長を阻害せずに乾燥耐性を付与できるアブシナゾールが開発。

本技術の具体的なメカニズム 植物ホルモンの特徴

1:微量であるが、植物の発育に大きな影響を与える。 2：植物の様々な組織で合成され、様々な部位に作用する

成育を促進するタイプ 成育を抑制するタイプ

1:エチレン 2:アブシシン酸（植物の休眠、気孔の開閉、

紅葉の誘導など） 3:ジャスモン酸

1:オーキシン 2：ジベレリン 3:サイトカイニン 4:ブラシノステロイド

Xanthoxin

ジヒドロファゼイン酸(DPA) HO

OH O COOH

OH

O COOH

アブシシン酸(ABA)

-Carotene β

ファゼイン酸(PA)

OH O

O COOH

O

OH

8‘- ヒドロキシル - ABA

HO

COOH

NCED ネオキサンチン酸化開裂酵素

ABA-8'-hydroxylase(CYP707A)

ABA水酸化酵素

ABAの生合成(一部)・主要代謝経路

ABA8’位水酸化酵素制御がより効率的

気候変動によりアジア内陸部および中東地域での緑地の減少、作物栽培への被害が報告されている。 植物体の水分保持にはアブシシン酸(ABA)が関連している

Abz処理

トリアゾール系薬剤処理

0 0.03 0.1 0.3 1 3 10 30 100 µM

(A) 灌水

LSD 0.05 = 0.222 気孔開度

(µm

)

0.00.51.01.52.02.53.03.54.0

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216

(B) 乾燥 再灌水 灌水

LSD 0.05 = 0.317

スプレー後時間 (h)

気孔開度

(µm

)

Abz処理は灌水下でも処理4時間後には気孔閉鎖に有意な効果を示した。

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.00 24 48 72 96 120 144 168 192 216

Untreated controlAbz-F1

水ポテンシャル

(MPa

)

乾燥 再灌水

スプレー後時間 (h)

灌水

LSD 0.05 = 0.137

Abz処理は乾燥下でも無処理に比べて葉内の水ポテンシャルを高く維持した。

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216

Untreated controlAbz-F1

乾燥 再灌水

AB

A 濃

度 (µ

mol

.kg-

1 DW

)

(A) 灌水

LSD 0.05 = 0.038

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216

乾燥 再灌水 (B) 灌水

PA 濃

度 (µ

mol

.kg-

1 DW

)

スプレー後時間 (h)

LSD 0.05 = 0.134

Abz処理は灌水下および乾燥下でも

無処理に比べて葉

内の内生ABA濃度を高く維持した。 逆にAbz処理葉のPA濃度は灌水および乾燥下で低

くなった。

MdNCED1 1 DGTASYACRFTETHRMSQERDLGRPLFPKAIGELHGHSGIARLLLFYARGMFGLVDPSHG 60MdNCED2 1 DGTASYACRFTETSRISQERDLGRPLFPKAIGELHGHSGIARLLLFYARGMFGLVDPTHG 60

MdNCED1 61 IGVANAGLVYHNGHLLAMSEDDLPYHVQITETGDLKTVGRYDFEGQLKSTMIAHPKVDPA 120MdNCED2 61 IGVANAGLVYHNGHLLAMSEDDLPYHVQITETGDLKTVGRYDFEGQLKSTMIAHPKVDPA 120

MdNCED1 121 TGELFALSYDVVQKPYLKYFKFSPSGDKSPDVEINLEQPTMMHDFAIT 168MdNCED2 121 TGDLFALSYDVVQRPYLKYFKFSPNGEKSPDIEINLEQPTMMHDFAIT 168

(A)

(B)

Pear PbNCED1

Apple

MdN

CED1

Appl

e M

dNC

ED2

Pea

ch P

pNC

ED

1

Swee

t che

rry P

aNC

ED1

Arab

idop

sis

AtN

CED

3

Oran

ge C

sNCE

D1

Pea P

sNCE

D2Oran

ge CsNC

ED2Peach PpNCED2

Grape VvNCED2

Arabid

opsis A

tNCED

9

Toma

to Le

NCED

1

Arab

idop

sis

AtN

CED

2

Ara

bido

psis

AtN

CE

D5

Avo

cado

PaN

CE

D3

Gra

pe V

vNC

ED1

Avoc

ado P

aNCE

D1

Arab

idops

is At

NCED

6Ar

abido

psis

AtCCD

4

Pea

PsNC

ED1

Arabido

psis AtC

CD1

Avocado PaCCD1

Tomato LeCCD1B

Tomato LeC

CD1A

0.1

MdNCED1およびMdNCED2の推定アミノ酸の類似性

は92％であった。

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216

Untreated controlAbz-F1

乾燥 再灌水 (A) 灌水

Rel

ativ

e M

dNC

ED1

expr

essi

on

LSD 0.05 = 0.581

乾燥 再灌水 (B) 灌水

Time after spray (h)

0

1

2

3

4

5

6

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216

Rel

ativ

e M

dNC

ED2

expr

essi

on

LSD 0.05 = 0.402

MdNCED1およびMdNCED2遺伝子とも、乾燥

下での内生

ABAの増加にもかかわらず、

Abz処理葉で低く推移した。

（Abz処理への植物の適応性

を確認）

MdCYP707A1 1 GCPCVMLASPEATKFVLVTHAHLFKPTYPKSKEKLIGPSALFFHRGDYHISLRKLIQNSL 60MdCYP707A2 1 GCPCVMITSPEAARMVLVSRAHLFKPTYPRSKERMIGPEAIFFHQGAYHSRMKKMVQASL 60

MdCYP707A1 61 SPNPNTIQKLVPGIEALVISALDSWAEGRKVINTYHEMKKFSFDVGFLAMFGQLDETYRE 120MdCYP707A2 61 --LPCAIKESVSEIEQIVINLLPTWKN--NTINTLQEMKRYAFDVAMISAFGNKRDFEME 116

MdCYP707A1 121 KLKENYCIVDKGYNSFPTKIPGTAYQKALLARKRLGEILSQII--CERKEKKTMQNDLLG 178MdCYP707A2 117 GIKHLYQCLEKGYNSMPLDLPGTSFHKAMKARKLLNETLKKMIELERRKSPKEDSGGLLR 176

MdCYP707A1 179 HLLNFQDENGQ---TLTEDQISDNII 201MdCYP707A2 177 VMLGATDQNNKLNLQLSDSQIADNI- 201

(A)

(B)

Potato StCYP707A2

Tomato SlCYP707A1

Apple MdCYP707A1

Arabidopsis AtCYP707A4

Arabidopsis AtCYP707A2 Apple MdCYP707A2

Sweet cherry PaACYP707A3

Potato StCYP707A1

Arabidopsis AtCYP707A1

Arabidopsis AtCYP707A3

OsCYP707A5

OsCYP707A60.05

Rice OsCYP707A6

Rice OsCYP707A5

PaCYP707A3

MdCYP707A1およびMdCYP707A2の推定アミノ酸の類

似性は57％であった。

0.00.51.01.52.02.53.0

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216

Untreated controlAbz-F1

乾燥 再灌水 (A)

灌水

Rel

ativ

e M

dCYP

707A

1

expr

essi

on

LSD 0.05 = 0.179

乾燥 再灌水 (B)

灌水

0.00.5

1.01.52.0

2.53.0

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216

Rel

ativ

e M

dCYP

707A

2

expr

essi

on

スプレー後時間 (h)

LSD 0.05 = 0.332

Md707A1およびMd707A2遺伝子とも、Abz処理葉で低く推

移した。（Abz処理の有効性を

確認）

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216

Untreated controlAbz-F1

乾燥 灌水 (A) 灌水

EC50

(mg.

mL-

1 )

LSD 0.05 = 0.132

O2-ラジカル消去活性のEC50値はAbz処理葉で高く推移した。この結果は、乾燥下でもAbz処理葉では乾燥ストレスは軽減されていることを示す。

無散布 Abz-F1 5 µM

Abz-F1 10 µM

Abz-F1 50 µM

Abz スプレー後192時間（8日間）乾燥下に置いたリンゴ実生

無散布区は萎縮しているが，処理区のリンゴ実生は健全である

アブシナゾール処理

水分ストレス20日後のリンゴ実生の生育状態 対照 アブシナゾール処理

対照は枯死しているが，処理区のリンゴ実生は健全である

アブシナゾール処理が芝生の乾燥耐性に及ぼす影響 （無灌水後12日）

無処理 トリアゾール系薬剤処理 アブシナゾール処理

想定される用途 1:ゴルフ場での使用（灌水回数の削減） 2:屋上緑化への適用 3:壁面緑化への適用 4:ビル内緑化への適用 5:鉢物花卉への適用

実用化に向けた課題 1:植物種で異なる可能性のある反応を明確化し、気孔の開閉に関係する光合成との関

連を明らかにする必要がある。 2:実用化に向けて、植物で異なる灌水の間隔を明らかにしていく。

企業への期待 本技術は降雨の少ない地域において、環境

および農業分野に有効な活用が期待される

ので、海外への展開も考えている企業に、

より有効と思われる。

本技術に関する知的財産権 1：発明の名称：植物の乾燥耐性付与方法及びそれに用いられる植物乾燥耐性付与剤 2: 出願番号：特願2012-022583 3:出願人：国立大学法人 千葉大学 4:発明者:近藤 悟 2012年：JST A-Step事業に採択

お問い会わせ先 千葉大学 産学連携・知的財産機構 産学官連携コーディネーター 小柏 猛 TEL 043-290-3565 FAX 043-290-3519 e-mail ogashiwa@chiba-u.jp

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