2016 Fiscal Year Research-status Report
微生物型シデロフォアをモデルとした植物用アルカリ耐性鉄供給剤の開発
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15K07340
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
松本 健司 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 助教 (30398713)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 大勢 高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 准教授 (90581299)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | シデロフォア / 鉄輸送 / 植物栄養代謝 / 還元 / アルカリ土壌 / 鉄欠乏回復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は石灰質アルカリ土壌下における植物用鉄供給促進剤として、微生物の鉄輸送化合物（シデロフォア）をモデルとした各種人工シデロフォアを合成し、その機能評価を目的とする。平成28年度においては、これまでに合成した人工シデロフォアTAGEの類縁体３種（TAPE、TAGP、TAPP）に対して、水耕栽培によるミニトマトの鉄欠乏回復効果を検討した。その結果、いずれの人工シデロフォアのFe(III)錯体も天然シデロフォアであるDFOBのFe(III)錯体と比較して、クロロフィル量で２倍、葉や茎の地上部の鉄濃度で１．５～２倍の回復効果を示した。この結果から、一連の人工シデロフォアがミニトマトに対して高い鉄欠乏回復効果があることが明らかとなった。
次に、人工シデロフォアTAGEについて、植物シデロフォアであるムギネ酸を合成できないイネの変異株を用いて、寒天培地による栽培により、その鉄欠乏回復効果を調査した。その結果、天然シデロフォアDFOBと比較して、クロロフィル量および地上部の鉄濃度で２．３倍の回復効果を示し、本人工シデロフォアが単子葉植物であるイネに対しても鉄供給可能であることが明らかとなった。さらに、石灰質アルカリ土壌のモデルとして、貝化石土壌（石灰分38%, pH9）を用いて、前述のムギネ酸を合成できないイネの変異株に対する鉄欠乏回復効果を調べたところ、クロロフィル量でDFOBの1.6倍の回復効果を示した。この結果から、人工シデロフォアTAGEが天然シデロフォアDFOBよりも石灰質アルカリ土壌下における植物用鉄供給促進剤として有効に作用することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成28年度においては、まず、これまでに合成した人工シデロフォアTAGEに加え、その類縁体３種（TAPE、TAGP、TAPP）のミニトマトに対する鉄欠乏回復効果を検討し、いずれの人工シデロフォアのFe(III)錯体も天然シデロフォアであるDFOBのFe(III)錯体と比較して、高い鉄欠乏回復効果があることを見出したことが挙げられる。これと並行して、これまで検討を行なってきた人工シデロフォアTAGEについて、植物シデロフォアであるムギネ酸を合成できないイネの変異株を用いて、その鉄欠乏回復効果を調査したところ、こちらも天然シデロフォアDFOBと比較して、高い鉄欠乏回復効果を示し、人工シデロフォアTAGEが双子葉植物であるミニトマトだけでなく、単子葉植物であるイネに対しても鉄供給可能であることを明らかにした。さらに、石灰質アルカリ土壌のモデルとして、貝化石土壌（石灰分38%, pH9）を用いて、前述のムギネ酸を合成できないイネの変異株に対する鉄欠乏回復効果を調べたところ、こちらもDFOBと比較して優位な鉄欠乏回復効果を示し、人工シデロフォアTAGEが天然シデロフォアDFOBよりも石灰質アルカリ土壌下における植物用鉄供給促進剤として有効に作用することを明らかにした。特に貝化石土壌を用いた実験は、当初予定では平成29年度に実施する予定であったことから、現在のところ、当初の計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定以上に研究が進展しているため、本研究の目的であるアルカリ耐性のある植物用鉄供給剤の開発を一段と進めるべく、これまでの研究成果を踏まえて、さらなる改良を施した人工シデロフォアの合成とその機能評価を行う。それと並行して既存の人工シデロフォアに関しては、ミニトマトやイネ以外の植物に対する鉄欠乏回復効果の検討を行う。
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| Causes of Carryover |
小額なため研究に必要な物品の購入等に充てられなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度予算と合わせて研究に必要な物品の購入等に充てる。
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[Presentation] Application of artificial microbial siderophores as iron supply agents for plant2016
Author(s)
Matsumoto, K., Watanabe, T., Tsuruzono, K., Terauchi, T., Nishiyama, N., Enami, T., Ueno, D.
Organizer
The 23rd International SPACC Symposium
Place of Presentation
Okayama
Year and Date
2016-11-21 – 2016-11-23
Int'l Joint Research
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