柑橘類における鉄栄養強化：根の生理機能と微生物叢におけるプロリン-2′-デオキシムギネ酸の相乗的役割

以下は、人工合成ムギネ酸誘導体であるPDMAおよびPDMA−Fe(III)が中国のアルカリ土壌での柑橘の鉄欠乏症に対して、土壌処理でも有効であった、という素晴らしい研究結果である。PDMAは共著者に名を連ねている愛知製鋼の鈴木基史君の提供によるものである。中国農業大学のYuanmei Zuoさんが率いる国立柑橘センターによるポット試験と圃場試験の結果である。

柑橘類における鉄栄養強化：根の生理機能と微生物叢におけるプロリン-2′-デオキシムギネ酸の相乗的役割

Kai Gong,‖ Nanqi Wang,*,‖ Yingying Chen, Jing Yu, Chunfei Kuang, Xiaoyan Xiong, Runchu Wan, Fei Xing, Motofumi Suzuki, Liangzhi Peng, Changpin Chun,* and Yuanmei Zuo

https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c09250
J. Agric. Food Chem.

（この論文には「要約」がないので、discussion 部分の結論の部分を訳しておいた。）

結論として、我々の知見は、PDMAおよびPDMA−Fe(III)がアルカリ性土壌における柑橘栽培において、従来の鉄肥料に代わる環境持続性が高く極めて効果的な代替品であることを裏付ける。PDMA/PDMA−Fe(III)は、根圏の鉄利用可能性を高め、栄養吸収およびストレス緩和に関与する鉄欠乏応答性遺伝子の発現を抑制することにより、アルカリ性条件下での柑橘類の鉄欠乏緩和においてEDTA−Fe(III)を上回る効果を示した。特にPDMA−Fe(III)は根圏微生物叢の構造・機能への悪影響がほとんど認められなかった一方、PDMAは従来報告通り、シュードモナス属やニトロスピラ属などの植物成長促進根圏細菌（PGPR）の選択的増殖を促進した。両化合物は根圏微生物の炭素固定経路も強化し、土壌健康改善における役割を補強した。本研究は、PDMA系肥料が環境に優しい効果を統合し、生態系への撹乱を最小限に抑え、微生物共生を促進することで、柑橘類の栄養管理と収量向上に相乗的な解決策を提供することを実証した。これらの結果は、アルカリ性土壌システムにおける持続可能な農業実践の推進に向けた有望な基盤を築くものである。

（以下に主要な図を訳しておいた）

図1. プロリン-2′-デオキシムギネ酸が柑橘類の生育に及ぼす好影響および柑橘類の葉と関連する鉄栄養指標の分析。(a) 播種後81日目に石灰質土壌で異なる処理を施した柑橘類の表現型。(b) SPAD値、葉蛍光（Fv/Fm）、葉の正味光合成速度（CO2固定量）。(c) 若い葉の活性鉄濃度、若い葉の総鉄濃度、および根圏土壌の利用可能鉄濃度。(d)
柑橘類根圏の利用可能鉄含有量と若い葉の活性鉄含有量との相関関係；陰影部分は95%信頼区間を示す。(e) 柑橘類根部における鉄還元酵素活性。全指標は81日後に測定。色分けは処理群（PDMA、PDMA−Fe(III)、EDTA−Fe(III)）を示す。CKは同量灌水群。データは平均±標準偏差（n=4、nは4つの生物学的反復）で表示。正規分布と分散の等分散性を満たすデータについて、群間の有意差（p < 0.05）は異なる文字で示され、一元配置分散分析（ANOVA）とダンカン多重比較検定により判定された。dpt：移植後日数；PDMA：プロリン-2′-デオキシムギネ酸。

図5. PDMAおよびPDMA−Fe(III)の根部施用が果樹園における柑橘類の鉄欠乏性黄化を緩和する。(a) 重慶の圃場条件下における対照区、EDTA−Fe(III)処理区、PDMA処理区、PDMA−Fe(III)処理区の柑橘類の表現型。
(b) 重慶の果樹園における柑橘類のSPAD値、若葉中の活性鉄濃度、根圏土壌中の利用可能鉄濃度、および収量。(c) 四川省における野外条件下での対照区、EDTA−Fe(III)、PDMA、PDMA−Fe(III)処理区における柑橘類の表現型。
(d) 四川省果樹園における柑橘類のSPAD値、若葉中の有効鉄濃度、根圏土壌中の利用可能鉄濃度、および収量。データは平均値±標準偏差で示す
（n = 4、nは4つの生物学的反復を表す）。異なる文字はダンカン検定により判定された群間の有意差を示す（p < 0.05）。PDMA：プロリン-2′-デオキシムギネ酸；PERMANOVA：順列多変量分散分析；SD：標準偏差。

図6. 異なる鉄肥料が柑橘類の鉄栄養状態と根圏土壌微生物叢に及ぼす影響の評価図。3種類の鉄肥料について、柑橘類の鉄栄養状態の改善度合いと根の微生物群集構造への影響を評価し、予備的な評価を行った。

図1

図5

図６