酸性土壌適応植物のAl耐性およびAl集積機構の解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09460035
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 大崎 満 北海道大学, 農学部, 助教授 (60168903)
• キーワード: Al感受性植物 / Al排除植物 / Al要求性 / Al集積植物 / 酸性土壌適応植物 / 耐酸性性植物

研究概要

熱帯の酸性土壌に生育し、Al耐性が非常に強いMelastoma malabathricum、Acacia mangium、およびMelaleuca cajuputiと、典型的なAl感受性植物であるオオムギ(Hordeum vulgare)の幼植物の生育に与える窒素源(2mM NH_4^+あるいは2mM NO_3)とAl(0あるいは0.5mM Al)の影響を調査した。熱帯植物挿の生育はAlおよびNH_4の添加によって促進された。M.malabathricumの切断根はNH_4添加により根圏の不溶性Alを可溶化し、そのAlを主に根端から吸収した。オオムギを除いて、Alは葉のN含有率に影響しなかった。M.cajuputiの根は多量のクエン酸を放出し、その放出量は+Al処理によって若干増加した。A.mangiumでは、+Al+NH_4処理培養液中の可溶性AlのPCV(ピロカテコールバイオレット)に対する反応性が低く、また、この処理におけるA.mangiumの根のAl含有率は非常に低かった。M.malabathricumの根は、H^+をNH_4^+吸収時だけではなくAl吸収時にも放出した。結論としてAlとNH_4^+は熱帯木本種にとって有益な効果を持つといえる。
メラストーマの切断根のAl吸収にはH^+の放出が伴われ、そのモル比(Al:H^+)は1:3であった。このH^+放出はCOCPの影響を受けなかったことから、代謝エネルギー依存ではない。このことに加え、切断根実験におけるAlのほとんどがアポプラストに存在していたことから判画すると、アポプラストに流入したAlは根の細胞壁の陽イオン交換基に結合しているH^+と交換し、保持されていると考えられる。この交換基に対する親和性はCa^<2+>(細胞の保持のため全ての溶液に添加、Al不在時は根からのH^+放出はほとんど無し)あるいはLa^<3+>よりもAl^<3+>のほうが高く、交換基の配置がAl特異的なものになっているのかもしれない.

研究成果

• [文献書誌] Watanabe,T.: "Distribution and chemical species of aluminumin in the Al accunmlator plant, Melastoma malabathicum 1." Plant Soil. 201. 165-173 (1998)
• [文献書誌] Osaki,M.: "Nutritional characteristics in leaves of native plants grown in acid sulfate, peat, sandy podzol, and saline soils distributed in Peninsular Thailand." Plant Soil. 201. 175-182 (1998)
• [文献書誌] Watanabe,T.: "Effects of nitrogen source and aluminum on growth of tropical tree seedlings adapted to low pII soils." Soil Sci.Plant Nutr.44. 655-666 (1998)
• [文献書誌] Matsumoto,M.: "Nutritional characteristics of sago palm(Metroxylon sagus)and oil palm(Elaeis guineensin Jacq.)in tropical peat soil." J.Plant Nutri.21. 1819-1841 (1998)
• [文献書誌] Osaki,M., et al.: "Sustainable Agriculture for Food, Energy and Industry-Strategies Towards Achievement" James & James (Science Publishers)Ltd., UK, (1998)