植物の鉄欠乏にともなうリボフラビン分泌と鉄還元機構との関係
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概要
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栄養ストレス,とくに鉄欠乏ストレスに対する植物の応答を形質転換植物根(毛状根)を用いて検討を行った.キュウリは,鉄欠乏をもとなって根から多量のリボフラビンを分泌するが,このリボフラビン分泌が鉄欠乏に特有のものであるか否かについて検討するとともに,リボフラビン分泌をともなう根の鉄獲得能について検討した.その結果,以下のことが示された. 1)根からのリボフラビン分泌は,窒素,リン,カリウムなどの養分欠乏では認められず,鉄欠乏時にのみ特異的に認められた.しかも,鉄欠乏によりリボフラビンを分泌している根に鉄を供給することによって,その分泌は停止した. 2)鉄欠乏によりリボフラビンを分泌している状態の根は著しく高い鉄還元能を有しており,両者の間には正の相関が認められた.一方,鉄欠乏時にリボフラビンを分泌するキュウリと分泌しないトマトについて鉄還元能を比較すると,,正常な根ではキュウリよりトマトのほうが高いが,鉄欠乏ではトマト根はほとんど鉄還元能が増大しないのに対して,キュウリは顕著に増大することが示された. 3)鉄欠乏にともなって増大する根の鉄還元能は H^+ 輸送の阻害剤である DCCD では阻害されず, ATP 生成阻害剤である CCCP や H^+-ATPase 自体の阻害剤である DES やバナジン酸によって大きく阻害され,鉄欠乏時でない正常な根の鉄還元能のレベルにまで低下した.しかし,鉄欠乏ではない根の鉄還元能はこれらによる阻害を受けなかった. 4)根の鉄還元能におよぼすリボフラビン共存の影響を検討した結果,リボフラビンを添加すると根による鉄の還元が促進されるが,その程度は正常な根より鉄欠乏根の鉄還元能のほうが大きく促進された.以上の結果より,鉄欠乏にともなうリボフラビンの分泌は鉄欠乏に特有の現象であり,その状態にある根は鉄を還元することによって吸収を促すという strategy を取ることが示され,その根の鉄還元能は H^+-ATPaseおよびリボフラビン代謝系が関与する鉄還元機構であることが示唆された.
- 社団法人日本土壌肥料学会の論文
- 1994-08-05
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