アスコルビン酸 - 潜在的な酸化剤スカベンジャーと植物の発達と非生物的ストレス耐性におけるその役割

ストレス条件下での植物における反応性酸素種（ROS）の過剰生産は、一般的な現象です。植物は、非酵素および酵素抗酸化物質を含むROS中和物質を合成する能力を通じて、この問題に対抗する傾向があります。これに関連して、アスコルビン酸（ASA）は、ROSを除去するだけでなく、ストレスと非ストレス条件の両方で植物の多くの基本機能を調節する普遍的な非酵素抗酸化物質の1つです。現在のレビューでは、異なるホルモンとのASA、その生合成、およびクロストークの役割が包括的に議論されています。さらに、種子発芽、光合成、花誘導、果物の拡大、ROS調節、老化など、いくつかの重要な生理学的および生化学的プロセスの調節におけるASAホルモンのクロストークの影響の可能性も報告されています。単純化された概略的なASA生合成経路が描画されており、それに関係する重要な中間体を反映しています。これにより、将来の研究が植物のASA生合成の変調と環境ストレスに対するその後の反応を解明する方法を開く可能性があります。異なるアスコルビン酸ペルオキシダーゼアイソフォームの役割を議論することとは別に、2つの重要な酵素、アスコルビン酸ペルオキシダーゼ（APX）とアスコルビン酸オキシダーゼ（AO）の比較役割は、植物細胞アポプラストのASA代謝に関与するアスコルビン酸オキシダーゼ（AO）も、特に酸化ストレスの知覚と拡大に焦点を当てていることも議論されています。これまでのところ、ASAを過剰に生成できるトランスジェニックを開発するという点で、限られた進歩が行われています。ASA関連遺伝子を過剰発現し、ASAの外因性アプリケーションを過剰発現させるトランスジェニックの生成の見通しは、レビューで詳細に議論されています。

Over-production of reactive oxygen species (ROS) in plants under stress conditions is a common phenomenon. Plants tend to counter this problem through their ability to synthesize ROS neutralizing substances including non-enzymatic and enzymatic antioxidants. In this context, ascorbic acid (AsA) is one of the universal non-enzymatic antioxidants having substantial potential of not only scavenging ROS, but also modulating a number of fundamental functions in plants both under stress and non-stress conditions. In the present review, the role of AsA, its biosynthesis, and cross-talk with different hormones have been discussed comprehensively. Furthermore, the possible involvement of AsA-hormone crosstalk in the regulation of several key physiological and biochemical processes like seed germination, photosynthesis, floral induction, fruit expansion, ROS regulation and senescence has also been described. A simplified and schematic AsA biosynthetic pathway has been drawn, which reflects key intermediates involved therein. This could pave the way for future research to elucidate the modulation of plant AsA biosynthesis and subsequent responses to environmental stresses. Apart from discussing the role of different ascorbate peroxidase isoforms, the comparative role of two key enzymes, ascorbate peroxidase (APX) and ascorbate oxidase (AO) involved in AsA metabolism in plant cell apoplast is also discussed particularly focusing on oxidative stress perception and amplification. Limited progress has been made so far in terms of developing transgenics which could over-produce AsA. The prospects of generation of transgenics overexpressing AsA related genes and exogenous application of AsA have been discussed at length in the review.