イネ科植物における重金属誘導鉄欠乏

重金属引起的草类缺铁

• 批准号: 02F00212
• 负责人: 河合 成直
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00212/
• 关键词: 鉄欠乏; マンガン過剰; 放射性元素; ムギネ酸; ニッケル過剰; イネ; オオムギ; 日変動; ムギネ酸分泌; 高カリウム処理; 軽減効果; 日周変動; 葉緑素計

これまでの実験結果から水耕栽培したオオムギのMn過剰誘導鉄欠乏症状において、培地のK濃度を上昇させることにより、その症状が大きく軽減される現象が明らかとなっていた。その現象はイネ、ソルガムにおいても見られ、Mn過剰の土壌においてKの多量施肥が有効であると示唆されていた。上記のKによるMn過剰の軽減現象の機構を解明するため、放射性のFeとMnのオオムギに対する投与実験を行い、培地のK濃度の上昇が、MnとFe何れの吸収に直接影響するかを検討した。4時間の投与実験の結果、K濃度の上昇は鉄の吸収に影響を与えないが、Mnの吸収を抑制することがわかった。FeとMnは根による吸収において競合するといわれており、共通のトランスポーターがあると議論されているが、この結果は、KはFeのそれとは別個のMnのトランスポーターのみに直接作用することを示唆した。次に、近年、必須元素であることが知られたNiの過剰について検討した。その結果、水耕培地のNi濃度が1、10μMの時、0μMの時より植物体の重量が増加した。また、100μMの時、植物体重量と葉緑素含量も低下し、いわゆる重金属誘導鉄欠乏が見られた。さらに、培地のNi濃度が増加するに従い、地上部の4つの微量必須元素の含量は減少した。また、Ni過剰においてはムギネ酸分泌の誘導は見られなかった。また、上記の実験と平衡して、水耕オオムギを用いて鉄欠乏時のムギネ酸Feの吸収能の日変動を測定した。ムギネ酸の分泌には明確な日変動があり、温度上昇直後の4-5時間に分泌が見られる。しかし、植物根の分泌されたムギネ酸がキレート化したFeを吸収する能力に日変動があるかについてはあまり明確ではなかった。本実験で、その吸収能力は明期と暗期で大小があるものの、その明、暗の各期間の間では一定であり、温度以外による概日性リズムなどの制御を請けていないことが示された。

こ れ ま で の be 験 results か ら hydroponic cultivation し た オ オ ム ギ の Mn induced iron objects through turning owe lack symptoms に お い て, cultivated land の K concentration rising を さ せ る こ と に よ り, そ の symptoms が big き く 軽 minus さ れ る phenomenon が Ming ら か と な っ て い た. そ の phenomenon は イ ネ, ソ ル ガ ム に お い て も see ら れ, Mn turning の soil 壌 に お い の て K fertilization が have abundant working で あ る と in stopping さ れ て い た. Written の K に よ る Mn before turning の 軽 reduction phenomenon の institutions を interpret す る た め, radioactive の Fe と Mn の オ オ ム ギ に す seaborne る shots and be 験 を い, petty の K concentration rising の が, Mn と Fe what れ の suction 収 に directly affect す る か を beg し 検 た. 4 time の shots and be 験 の up, concentration of K の は iron objects の suction 収 に influence を and え な い が, Mn の 収 を inhibit す る こ と が わ か っ た. Fe と Mn は root に よ る suction 収 に お い て co-opetition す る と い わ れ て お り, common の ト ラ ン ス ポ ー タ ー が あ る と comment さ れ て い る が, こ の は results は, K Fe の そ れ と は another の Mn の ト ラ ン ス ポ ー タ ー の み に direct action す る こ と を in stopping し た. The following に, recent years, and essential elements である とが とが know られたNi <s:1> pass に た て検 て検 seek た. The そ <s:1> results showed that the <s:1> Ni concentration in hydroponic cultivation was が1, 10μM <e:1>, and 0μM <e:1>, and the が weight of the <s:1> plant body <e:1> increased by <s:1> た た. Youdaoplaceholder0, at 100μM <s:1>, plant body weight と chlorophyll content <s:1> is low <s:1>, わゆる heavy metal-induced iron deficiency が see られた. Youdaoplaceholder0, the concentration of <s:1> Ni in the peidi が increases するに従 さらに, and the content of <s:1> 4 <e:1> <s:1> essential trace elements <e:1> in the upper part of the ground decreases <s:1> た た. Youdaoplaceholder0, Ni excess にお ムギネ て ムギネ ムギネ acid secretion <s:1> induction see られな った った った. Youdaoplaceholder0, record the <s:1> experimental と equilibrium <s:1> て, hydroponic ムギを ムギを determination of <s:1> ムギネ acid Fe <s:1> absorption energy <s:1> diurnal variation を when <s:1> て iron is insufficient を た た. The secretion of ムギネ acid に is determined by な daily variation があ, and the secretion of に is determined 4 to 5 times after the temperature rises. See られる. し か し, plant root secretion の さ れ た ム ギ ネ acid が キ レ ー ト change し た Fe を suction 収 す る ability に day - move が あ る か に つ い て は あ ま り clear で は な か っ た. This be 験 で, そ の 収 absorption ability stage は Ming と dark で size が あ る も の の, そ の between bright and dark の の during で は certain で あ り, temperature outside に よ る almost daily sex リ ズ ム な ど の suppression を please け て い な い こ と が shown さ れ た.

项目成果

Rahman, M.H., Sabreen, S., Alam, S., Kawai, S.: "Effects of Nickel on Growth and Composition of Metal Micronutrients in Barley Plants Grown in Nutrient Solution."J.Plant Nutr.. (In press). (2004)

Rahman, M.H.、Sabreen, S.、Alam, S.、Kawai, S.：“镍对营养液中生长的大麦植物生长和金属微量营养素组成的影响。”J.Plant Nutr..（出版中）。

Alam, S., Akiha, F., Kamei, S., Kawai, S.: "Mechanism of Potassium alleviation of manganese phytotoxicity in barley evaluated by short-term absorption of manganese-54 and iron-59."Soil Sci.Plant Nutr.. 49. 485-492 (2003)

Alam, S.、Akiha, F.、Kamei, S.、Kawai, S.：“通过短期吸收锰 54 和铁 59 评估大麦中钾减轻锰植物毒性的机制。”土壤科学植物

Alam, S., Kamei, S., Kawai, S.: "Amelioration of manganese toxicity in rice with additional potassium."J.Plant Nutr.. 26. 1301-1314 (2003)

Alam, S.、Kamei, S.、Kawai, S.：“用额外的钾改善大米中的锰毒性。”J.Plant Nutr.. 26. 1301-1314 (2003)

Alam, S., Rahman, M.H., Kamei, S., Kawai, S.: "Alleviation of Manganese Toxicity and Manganese-Induced Iron Deficiency in Barley by Additional Potassium Supply in Nutrient Solution"Soil Science and Plant Nutrition. 48(3). 387-392 (2002)

Alam, S.、Rahman, M.H.、Kamei, S.、Kawai, S.：“通过在营养液中补充钾来减轻大麦中的锰毒性和锰引起的铁缺乏”土壤科学和植物营养。

Alam, S., M.H.Rahman, Kamei, S., Kawai, S.: "Alleviation of manganese toxicity and manganese-induced iron deficiency in barley additional potassium supply in nutrient solution."Soil Sci.Plant Nutr.. 48. 387-392 (2002)

Alam, S.、M.H.Rahman、Kamei, S.、Kawai, S.：“减轻大麦中的锰毒性和锰引起的铁缺乏，并在营养液中补充钾供应。”土壤科学.植物营养.. 48. 387-