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アルミニウムイオンの根での結合時、根伸長時に作動する耐性機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 08660070
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関山形大学

研究代表者

我妻 忠雄  山形大学, 農学部, 教授 (70007079)

研究分担者 五十嵐 太郎  新潟大学, 農学部, 教授 (50018537)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1997年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1996年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードアルミニウム耐性 / FDA-PI / クエン酸放出 / 根端 / 原形質膜 / CEC / 透過性 / プロトプラスト
研究概要

根へのAl結合時のレスポンスとその後の伸長時のレスポンスを区別する事は、Al耐性機構の解析にとって重要である。以下に得られた結果を列挙する。高濃度Al処理時の根端Al含有率はAl耐性と負の相関があったが、根端や根端細胞壁のCECとは無関係であった。また、Al処理後においても根端細胞壁CEC値はほとんど変化せず、また、Al耐性とは無関係であった。さらに、弱い種ほど、根端K・PあるいはMgがAl処理によって著しく低下した。次に、イネ、トウモロコシ、エンドウ、コムギ、ソルゴ-の夫々数十品種から選抜した各強弱品種においても、これらの関係は同じであった。20μM Al、1時間処理(根端2mm)で、強いイネではK、Clが高く、弱いオオムギでは逆に低くなった(EPMA分析)。培地へのK流出量もこれに対応していた。次に、1時間Al処理(100μM)した直後のFDA-PI染色では原形質膜(PM)透過性は正常であるが、その後Al非含有培地で数時間再伸長させると、弱い植物ではPM破壊がより著しく、また、Al前処理後クエン酸短時間処理すると正常になった。根端から得たプロトプラストで再伸長の代わりに低張液を用いると、根と同じ結果が得られた。さらに、プロトプラストとそのゴ-ストとのAl含有率比は弱い植物程lに近かった。根から放出される有機酸、特にクエン酸の量や培地濃度の違いは、Al耐性種・品種間差に対応していなかった。以上の結果は、弱い植物ほど短時間で根端PMが多量Alで飽和され、透過性が増大し、Kの漏出やAlの侵入が起こり、根の伸長に伴ってこれらが激化すると整理される。根端細胞の原形質膜の脂質組成がAl耐性の主要点であろうと予想された。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] Tadao Wagatsuma: "Aluminum-tolerant protoplasts from roots can be collected with positively charged silica microbeads:a method based on differences in surface negativity" Plant and Cell Physiology. 36(8). 1493-1502 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoru Ishikawa: "Comparative toxicity of Al^<3+>,Yb^<3+>,and La^3to root-tip cells differing in tolerance to high Al^<3+> in terms of ionic potentials of dehydrated trivalent cations" Soil Science and Plant Nutrition. 42(3). 613-625 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoru Ishikawa: "Plasma membrane permeability of root-tip cells following temporary exposure to Al ions is a rapid measure of Al tderance among plant species" Plant and Cell Physiology. 39(印刷中). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 我妻 忠雄: "根から放出された低分子有機酸の挙動とアルミニウム耐性における意義-アルミニウム過剰条件に対する抵抗性の比較(29)-" 日本土壌肥料学会講演要旨集. 43. 322- (1997)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石川 覚: "Alストレスに対する根端細胞原形質膜の短時間応答-アルミニウム過剰条件に対する抵抗性の比較(30)-" 日本土壌肥料学会講演要旨集. 43. 86- (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 我妻 忠雄: "根端由来プロトプラストのAl吸収キネティクスとAl耐性品種間差の関連-アルミニウム過剰条件に対する抵抗性の比較(31)" 日本土壌肥料学会講演要旨集. 43. 86- (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 我妻 忠雄: "植物栄養・肥料の辞典" 朝倉書店(印刷中), (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tadao, Wagatsuma: "Plant nutrition -for sustainable food production and environment" Kluwer Academic Pubishers, 467-468 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wagatuma T,Ishikawa S,Obata H,Tawaraya K and Katohda S: "Plasma membrane of younger and outer cells is the primary specific site for aluminum toxicity in roots." Plant Soil. 171. 105-112 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wagatsuma T,Jujo K,Ishikawa S and Nakashima T: "Aluminum-tolerant protoplasts from roots can be collected with positively charged silica microbeads : a method based on differences in surface negativity." Plant Cell Physiol.36. 1493-1502 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishikawa S,Wagatsuma T and Ikarashi T: "Comparative toxicity of Al^<3+>, Yb^<3+>, and La^<3+> to root-tip cells differing in tolerance to high Al^<3+> in terms of ionic potentials of dehydrated trivalent cations." Soil.Sci.Plant Nutr.42. 613-625 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishikawa S and Wagatsuma T: "Plasma membrane permeability of root-tip cells following temporary exposure to Al ions is a raped measure of Al tolerance among plant species." Plant Cell Physiol.39 (5) (in press). (1998)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wagatsuma T and Ishikawa S: "The role of apoplast in tolerance of crops to acid soils-the significance of the outer surface of plasma membrane in Al tolerance." (in press). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wagatsuma T,Hitomi H,Ishikawa S and Tawaraya K: Al-binding capacity of plasma membrane of root-tip portion in relation to Al tolerance. Ando T et al.(Eds). In Plant Nutrition-for Sustainable Food Production and Environment. Kluwer Academic Publishers, 467-468 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tadao Wagatsuma: "Aluminum-tolerant protoplasts from roots can be collected with positively charged silica microbeads : a method based on differences in surface negativity" Plant and Cell Physiology. 36(8). 1493-1502 (1995)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Satoru Ishikawa: "Comparative toxicity of Al^<3+>,Yb^<3+>,and La^<3+> to root-tip cells differing in tolerance to high Al^<3+> in terms of ionic potentials of dehydrated trivalent cations" Soil Science and Plant Nutrition. 42(3). 613-625 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Satoru Ishikawa: "Plasma membrane permeability of root-tip cells following temporary exposure to Al ions in a rapid measure of Al tolerance among plant species" Plant and Cell Physiology. 39(印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 我妻忠雄: "根から放出された低分子有機酸の挙動とアルミニウム耐性における意義-アルミニウム過剰条件に対する抵抗性の比較(29)-" 日本土壌肥料学会講演要旨集. 43. 322- (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 石川覚: "Alストレスに対する根端細胞原形質膜の短時間応答-アルミニウム過剰条件に対する抵抗性の比較(30)-" 日本土壌肥料学会講演要旨集. 43. 86- (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 我妻忠雄: "根端由来プロトプラストのAl吸収キネティクスとAl耐性品種間差の関連-アルミニウム過剰条件に対する抵抗性の比較(31)-" 日本土壌肥料学会講演要旨集. 43. 86- (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 我妻忠雄: "植物栄養・肥料の辞典" 朝倉書店, (印刷中) (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Tadao Wagatsuma: "Plant nutrition-for sustainable food production and environment" Kluwer Academic Publishers, 467-468 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Tadao Wagatsuma: "Alminum-tolerant protoplasts from roots can be collected with positively charged silica microbeads : a method based on differences in surface negativity" Plant and Cell Physiology. 36(8). 1493-1502 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Satoru Ishikawa: "Comparative toxicity of Al^<3+>,Yb^<3+>,La^<3+> to root-tip cells differing in tolerance to high Al^<3+> in terms of ionic potentials of dehydrated trivalent cations" Soil Science and Plant Nutrition. 42(3). 613-625 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 我妻忠雄: "アルミニウムストレスと幼植物体内養分ホメオスタシス-アルミニウム過剰条件に対する抵抗性の比較(28)-" 日本土壌肥料学会講演要旨集. 43(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 我妻忠雄: "根から放出された低分子有機酸の挙動とアルミニウム耐性における意義-アルミニウム過剰条件に対する抵抗性の比較(29)-" 日本土壌肥料学会講演要旨集. 43(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 石川覚: "Alストレスに対する根端細胞原形質膜の短時間応答-アルミニウム過剰条件に対する抵抗性の比較(30)-" 日本土壌肥料学会講演要旨集. 43(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 我妻忠雄: "根端由来プロトプラストのAl吸収キネティクスとAl耐性品種間差の関連-アルミニウム過剰条件に対する抵抗性の比較(31)-" 日本土壌肥料学会講演要旨集. 43(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 我妻忠雄: "植物栄養・肥料の辞典" 朝倉書店(印刷中), (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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