紫外線B（UV-B）ストレス下のウキクサ（Spirodela polyrhiza）におけるDNA損傷および修復機構

紫外線B（UV-B）への曝露は、酸化ストレスとDNA損傷を誘発することにより、植物の成長と細胞の完全性に悪影響を及ぼし得る。本研究では、水生単子葉植物種Spirodela polyrhiza（ウキクサ）におけるUV-B誘発性DNA損傷および修復応答を調査した。生育13日目のウキクサ幼植物体に広帯域UV-Bを1～10分間照射し、その後、通常の生育条件下で最長24時間の回復期間を設けた。UV-B照射時間が長くなるにつれて、進行性の黄化、萎凋、および植物活力の低下が観察された。アガロースゲル電気泳動により、UV-B処理直後にゲノムDNAの完全性が損なわれ、回復中にDNA品質が部分的に回復することが示された。免疫スロットブロット法により、UV-B照射後、紫外線によって誘発される主要な2種類の光生成物であるシクロブタン型ピリミジンダイマー（CPD）および6-4型ピリミジン－ピリミドン光生成物［（6-4）PP］が、線量依存的に蓄積することが確認された。注目すべきことに、これらのDNA損傷の量は回復後に大幅に減少し、内在性DNA修復機構の活性化が示された。3,3-ジアミノベンジジン染色では、UV-B曝露直後に過酸化水素の蓄積増加が認められ、酸化ストレスの亢進が示唆された。以上の知見は、S. polyrhizaがUV-B曝露に起因する酸化ストレスによって誘発されたDNA損傷を感知、修復、および軽減する効率的な機構を備えていることを示す。本研究は、植物のUV-Bストレス下におけるDNA損傷・修復経路を調査するための有効なモデル系として、ウキクサが有する可能性を明らかにするものである。

https://doi.org/10.64898/2026.09.02.748994