アルミニウム集積植物の耐性機構

积铝植物的耐受机制

• 批准号: 08760060
• 负责人: 馬 建鋒
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08760060/
• 关键词: アルミニウム; 耐性機構; アルミニウム-クエン酸錯体; ハイドランジア; 細胞溶液; ^<27>Al-NMR

本研究はアルミニウム集積植物の耐性機構の解明を目的とし、特に体内に集積するアルミニウムの存在形態に着目して、アルミニウム結合物質の同定等を行った。実験材料は典型的なアルミニウム集積植物ハイドランジアを用いた。主な成果は以下の通りである。1.ハイドランジアの葉中に1kg新鮮重あたり15.7mmolのAlが含まれているが、その3分の2は細胞溶液中に存在していた。2.^<27>Al-NMRを用いて、葉中や細胞溶液中のAlの存在形態を観察したところ、いずれもケミカルシフトが11から12ppm付近にシグナルが認められた。このケミカルシフトはクエン酸-Al(1:1)錯体のものと一致する。3.細胞溶液中のアルミニウムをSephadex G-10を用いて、繰り返し精製した結果、クエン酸とAlが1:1の比で存在している画分が得られた。この画分も^<27>Al-NMRにおいて、葉中のと同じシグナルを与えた。4.Alとの結合物質の構造をさらに確認するために、イオン交換、イオン排除クロマトグラフィを用いて精製した。^1H-NMRやFAB-Mass等で測定した結果、クエン酸の構造と全く一致していることが明らかとなった。5.細胞溶液中のAlの毒性をテストするために、トウモロコシの根の伸長阻害に対する影響を調べた。その結果、細胞溶液から精製したAlは全く根の伸長を阻害しなかった。また根端の細胞の生存率にも影響しなかった。これらの結果はアルミニウム集積植物ハイドランジア葉中において、Alが体内でクエン酸と安定な錯体を作ることによって、アルミニウムを無毒化していることを示している。

The aim of this study was to clarify the tolerance mechanism of the plant, especially the existence form of the plant in vivo, and the identity of the plant binding substances. The material is typically used in a variety of applications. The main achievement is to pass through the following. 1. In 1kg of fresh leaves, 15.7 mmol of Al was present in 3 min of cell solution. 2.^ <27>Al-NMR was used to detect the existence of Al in the solution of middle and middle leaves and cells. The ratio of Al (1:1) to Al(1:1) is the same as that of Al(1:1). 3. The aromitramine in the cell solution was purified by Sephadex G-10 and refined. As a result, the ratio of citric acid to Al of 1:1 was found to exist. Al-NMR <27>spectra show that there is no difference between the two. 4. The structure of Al and its binding substances is confirmed, exchanged and purified. 1H-NMR, FAB-Mass, etc. All results are consistent with the structure of the acid. 5. The toxicity of Al in cell solution is regulated by its influence on elongation resistance of roots. The result of cell solution refinement is that the root elongation is inhibited. The survival rate of root-tip cells was affected. As a result of this, the accumulation of plants in the leaves of the plant is not allowed to occur in the body.

项目成果

Jian Feng Ma: "Al-induced intibition of root elongation in corn,Zea mays L.is overcome by Si addition" Plant Soil. 188-2. (1997)

马剑峰：“添加硅可以克服铝对玉米、玉米根系伸长的抑制”植物土壤。

Jian Feng Ma: "Internal detoxification me chanism of alminum in Hydrangea macrophylla.Identitication of Al from in leaves" Plant Physiology. (in press).

马剑峰：“绣球中铝的内部解毒机制。叶片中铝的鉴定”植物生理学。