ムギネ酸系phytosiderophoreの土壌Fe^<III>溶出効率とFe^<III>輸送活性

麦根酸植物铁载体的土壤 Fe^<III> 洗脱效率和 Fe^<III> 转运活性

基本信息

批准号：
63560058
负责人：
高城成一
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至 1989
项目状态：
已结题

项目摘要

オオムギ根分泌物から単離した3種のムギネ酸系phytosiderophore(MAs);ムギネ酸(MA)、2'-デオキシムギネ酸(DMA)、3-epi-ヒドロキシムギネ酸(epi-HMA)につき、前年に続いて次の2点を検討し、所期の研究計画をおおむね達成した。1.上記3種のMAsによるCu(II)、Ni(II)、Zn(II)、Fe(II)、Mn(II)、Ca(II)の各2価金属錯体生成定数(logK_<ML>)が決定された。一方3価金属イオンとその錯形成に際しこれらの威嚇MAsは、末端水酸基のプロトン解離を伴う[MLH_<-1>]型錯体を生成する。このプロトン解離の寄与を考慮にいれると各MAsのFe(III)錯体およびAl(III)錯体生成定数(logK_<ML-1>)はそれぞれ33および25前後と算定される。2.イネ幼植物の根による各MAs-Fe(III)錯体の吸収速度は、測定時間の長さによって異なり、短時間(〜3時間)の測定ではDMA>MA>epi-HMA各錯体の順だが、長時間ではこの順序が逆転する。この原因は、前年の結果に徴し各MAsの培地中での微生物分解速度(DMA>MA>epi-HMA)の差によるものと判断される。Fe(III)-MA錯体に対する本吸収輸送系のKm値は12μM、Vmaxは026μmol/hであった。これまでの一連の実験結果から、以下の結論が導かれる。phytosiderophoreとしての基本的な性能においては、供試した3種のMAsの間に、Fe(III)その他の金属錯体生成定数、高pH土壌からの鉄溶出効率、および根に対する鉄輸送活性のいずれの面でも大差はないが、微生物分解耐性の面に若干の違いがあり、結果的にDMAに比しMAさらにepi-HMAがより優れた性能を示すことになる。高pH石灰質土壌地域の原産であるオオムギは、DMA分子への水酸基付加に伴うMAsの微生物分解耐性の強化を通して高度の鉄欠耐性能力を獲得してきたのであろう。

三种基于麦根酸的植物铁载体 (MA)；去年从大麦根分泌物中分离出的麦根酸 (MA)、2'-脱氧麦根酸 (DMA) 和 3-表羟基麦根酸 (epi-HMA)。考虑了以下两点，基本达到了预期的研究计划。 1.测定各二价金属络合物形成常数(logK_<ML>)。另一方面，当与三价金属离子络合时，这些威胁性MA生成[MLH_ -1 ]型络合物，并伴随末端羟基的质子解离。考虑到质子解离的贡献，每个 MA 的 Fe(III) 络合物和 Al(III) 络合物形成常数 (logK_<ML-1>) 经计算分别约为 33 和 25。 2. 水稻幼苗根部对各MAs-Fe(III)络合物的吸收率随测量时间的长短而变化，短期测量时各络合物的吸收顺序为DMA>MA>epi-HMA(~ 3小时）但是，随着时间的推移，这个顺序就会颠倒过来。根据去年的结果，判断其原因是由于培养基中各MA的微生物分解率不同(DMA>MA>epi-HMA)。该Fe(III)-MA复合物吸收传输系统的Km值为12 μM，Vmax为026 μmol/h。从迄今为止的一系列实验结果可以得出以下结论。关于作为植物铁载体的基本性能，所测试的三种类型的 MA 在 Fe(III) 和其他金属络合物的形成常数、高 pH 土壤中铁的洗脱效率以及铁向根部的转运活性方面存在差异。在抗微生物降解方面没有太大差异，MA甚至epi-HMA与DMA相比都表现出优越的性能。大麦原产于高 pH 钙质土壤地区，由于 DMA 分子中添加了羟基，因此增强了对 MA 微生物降解的抵抗力，从而获得了高度的缺铁耐受性。