鉄欠乏状態のインゲンマメ（Phaseolus vulgaris L.）において、外因性IAA処理はH-ATPaseおよびFeキレート還元酵素活性を促進することにより、変化した生理的・生化学的プロセスを緩和した

鉄欠乏状態のインゲンマメ（Phaseolus vulgaris L.）において、外因性IAA処理はH-ATPaseおよびFeキレート還元酵素活性を促進することにより、変化した生理的・生化学的プロセスを緩和した。

Exogenous IAA application alleviated altered physiological and
biochemical processes through promoting H-ATPase and
Fe chelate reductase activities in common bean (Phaseolus
vulgaris L.) subjected to iron deficiency



K. Nsiri1,2, M. Hmissi2, N. Baccari2, K. Bouzidi1,2, M. J. G. del Rosal3 & A. Krouma1,2
1 Department of Biotechnology, Faculty of Sciences and Techniques of Sidi Bouzid, University of Kairouan, Kairouan, Tunisia
2 Laboratory of Ecosystems and Biodiversity in Arid Land of Tunisia, Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Sfax, Sfax, Tunisia
3 Department of Botany, Ecology and Plant Physiology, Campus Rabanales, University of Cordoba, C´ordoba, Spain

Plant Biology ISSN 1435-8603　doi:10.1111/plb.70184

（要旨）

鉄欠乏は石灰質土壌で観察される一般的な栄養障害であり、従来の手法による解決は失敗に終わっている。しかし、作物固有の潜在能力（根圏酸性化、H-ATPase、鉄キレート還元酵素FeCRなど）の活用や、一部の生物刺激剤の使用は、最も効率的で持続可能なアプローチである。
温室実験において、鉄欠乏処理群（FeD）、非処理対照群（C）、鉄欠乏処理＋1mMインドール-3-酢酸（IAA）噴霧群（FeD-IAA）のインゲンマメを栽培した。各処理群における主要な生理生化学的形質の発現と相互関係を分析した。 鉄欠乏は特異的な鉄欠乏性黄化症を引き起こし、クロロフィル量を減少させ、光合成系IIの機能を阻害した。H-ATPaseおよびFeCR活性の促進にもかかわらず、植物の生育と鉄濃度は著しく低下した。しかし、外因性IAAの施用は、特にH-ATPaseおよびFeCR活性ならびにFe濃度の促進を通じて、FeDの悪影響を緩和した。
IAAの極性輸送はFeD下で根成長、H-ATPaseおよびFeCR活性を促進した。
これにより促進されたFeはクロロフィル生合成と光合成機能を促進する。
算出した根圏酸性化能力（RAC）とFeキレート還元酵素能力（FeCRC）は
耐性植物選抜に有用な二つの形質である。外因性IAAの施用は、鉄欠乏性黄化症の緩和に有用で効率的かつ環境に優しい手法である。これは、植物が利用可能な形態の溶解性鉄を改善することで土壌の質を高める。


以下図の説明です。
図1. 鉄分充足溶液（C）、鉄欠乏溶液（FeD）、または鉄欠乏溶液に1mM IAAを噴霧した（FeD-IAA）条件下で生育したインゲンマメの茎（a）と根（b）の形態。

図2. タイムラインとして記録されたインゲンマメの根における根圏酸性化（a）および鉄キレート還元酵素（b）活性。線内において、同じ文字が付された平均値は、フィッシャーの最小有意差検定に基づきα = 0.05で有意差がない。棒は平均値の標準誤差を示す（n = 10）。C：対照株；FeD：鉄欠乏株；FeDIAA：IAA処理鉄欠乏株。

図6. 普通インゲン豆が鉄欠乏（FeD）および鉄欠乏-外因性IAA処理（FeD-IAA）に反応して誘発される代謝過程の模式図。Chl：クロロフィル；DW：乾燥重量；ETR：電子伝達速度；FeCR：鉄キレート還元酵素活性；Fv/Fm：最大量子収率；RDW：根乾燥重量；PSII：光化学系II；qP：光化学消光；qN：非光化学消光；YII：光化学系IIで光化学的に変換されるエネルギーの割合。