セミナー室 / 植物の微量元素・有害元素・有用元素に関する新展開

植物のアルミニウム耐性機構の分子メカニズム
酸性土壌でのAlの毒性と耐性獲得シグナル

Vol.61 No.11 Page. 554 - 563 (published date : 2023年11月1日)
小林 佑理子1
  1. 岐阜大学応用生物科学部生産環境科学課程
vol61_11

 

概要原稿

酸性土壌で問題となるアルミニウム（Al）は，植物の細胞壁，膜リン脂質，DNAなど重要な生体物質に結合して生育を阻害する．本稿では，近年明らかになったAl毒性・耐性の分子機構および他の栄養素との関連ついて紹介する．

リファレンス

  1. 1) FAO & ITPS. Status of the World's Soil Resources (SWSR), Main Report, 2015.
  2. 2) L. V. Kochian, M. A. Pineros & O. A. Hoekenga: Plant Soil, 274, 175 (2005).
  3. 3) W. J. Horst, Y. Wang & D. Eticha: Ann. Bot., 106, 185 (2010).
  4. 4) Z. Li, F. Xing & D. Xing: Plant Cell Physiol., 53, 1295 (2012).
  5. 5) J. L. Yang, X. F. Zhu, Y. X. Peng, C. Zheng, G. X. Li, Y. Liu, Y. Z. Shi & S. J. Zheng: Plant Physiol., 155, 1885 (2011).
  6. 6) J. L. Yang, Y. Y. Li, Y. J. Zhang, S. S. Zhang, Y. R. Wu, P. Wu & S. J. Zheng: Plant Physiol., 146, 323 (2008).
  7. 7) J. Che, N. Yamaji, R. F. Shen & J. F. Ma: Plant J., 88, 132 (2016).
  8. 8) 山地直樹，馬　建鋒：化学と生物，53, 529 (2015).
  9. 9) Y. Kobayashi, Y. Kobayashi, T. Watanabe, J. E. Shaff, H. Ohta, L. V. Kochian, T. Wagatsuma, T. B. Kinraide & H. Koyama: Plant Physiol., 163, 180 (2013).
  10. 10) T. Wagatsuma, S. H. Khan, T. Watanabe, E. Maejima, H. Sekimoto, T. Yokota, T. Nakano, T. Toyomasu, K. Tawaraya, H. Koyama et al.: J. Exp. Bot., 66, 907 (2015).
  11. 11) Y. Wang, R. Li, D. Li, X. Jia, D. Zhou, J. Li, S. M. Lyi, S. Hou, Y. Huang, L. V. Kochian et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 114, 5047 (2017).
  12. 12) T. Negishi, K. Oshima, M. Hattori, M. Kanai, S. Mano, M. Nishimura & K. Yoshida: PLoS One, 7, e43189 (2012).
  13. 13) P. Chen, C. A. Sjogren, P. B. Larsen & A. Schnittger: Plant J., 98, 479 (2019).
  14. 14) J. Barcelo & C. Poschenrieder: Environ. Exp. Bot., 48, 75 (2002).
  15. 15) Y. Y. Li, Y. J. Zhang, Y. Zhou, J. L. Yang & S. J. Zheng: J. Integr. Plant Biol., 51, 574 (2009).
  16. 16) N. Martins, S. Goncalves, P. B. Andrade, P. Valentao & A. Romano: Plant Sci., 198, 1 (2013).
  17. 17) P. S. Kidd, M. Llugany, C. Poschenrieder, B. Gunse & J. Barcelo: J. Exp. Bot., 52, 1339 (2001).
  18. 18) R. C. C. Vasconcellos, F. F. Mendes, A. C. de Oliveira, L. J. M. Guimaraes, P. E. P. Albuquerque, M. O. Pinto, B. A. Barros, M. M. Pastina, J. V. Magalhaes & C. T. Guimaraes: Crop Sci., 61, 3497 (2021).
  19. 19) Z. Yang, P. Zhao, W. Peng, Z. Liu, G. Xie, X. Ma, Z. An & F. An: Cells, 11, 3793 (2022).
  20. 20) T. Sharma, I. Dreyer, L. Kochian & M. A. Pineros: Front. Plant. Sci., 7, 1488 (2016).
  21. 21) B. Xu, N. Sai & M. Gilliham: Plant Physiol., 187, 2005 (2021).
  22. 22) Z. B. Yang, G. Liu, J. Liu, B. Zhang, W. Meng, B. Muller, K. I. Hayashi, X. Zhang, Z. Zhao, I. De Smet et al.: EMBO Rep., 18, 1213 (2017).
  23. 23) A. Sadhukhan, Y. Kobayashi, S. Iuchi & H. Koyama: Trends Plant Sci., 26, 1014 (2021).
  24. 24) Y. Ohyama, H. Ito, Y. Kobayashi, T. Ikka, A. Morita, M. Kobayashi, R. Imaizumi, T. Aoki, K. Komatsu, Y. Sakata et al.: Plant Physiol., 162, 1937 (2013).
  25. 25) N. Yamaji, C. F. Huang, S. Nagao, M. Yano, Y. Sato, Y. Nagamura & J. F. Ma: Plant Cell, 21, 3339 (2009).
  26. 26) X. Zhu, P. Wang, Z. Bai, M. Herde, Y. Ma, N. Li, S. Liu, C. F. Huang, R. Cui, H. Ma et al.: New Phytol., 233, 2471 (2022).
  27. 27) A. Ligaba-Osena, Z. Fei, J. Liu, Y. Xu, J. Shaff, S. C. Lee, S. Luan, J. Kudla, L. Kochian & M. Pineros: New Phytol., 214, 830 (2017).
  28. 28) M. Tokizawa, Y. Kobayashi, T. Saito, M. Kobayashi, S. Iuchi, M. Nomoto, Y. Tada, Y. Y. Yamamoto & H. Koyama: Plant Physiol., 167, 991 (2015).
  29. 29) H. Koyama, L. Wu, R. K. Agrahari & Y. Kobayashi: Mol. Plant, 14, 1615 (2021).
  30. 30) F. Zhou, S. Singh, J. Zhang, Q. Fang, C. Li, J. Wang, C. Zhao, P. Wang & C. F. Huang: Mol. Plant, 16, 337 (2023).
  31. 31) L. Wu, A. Sadhukhan, Y. Kobayashi, N. Ogo, M. Tokizawa, R. K. Agrahari, H. Ito, S. Iuchi, M. Kobayashi, A. Asai et al.: J. Exp. Bot., 70, 3329 (2019).
  32. 32) A. Sadhukhan, R. K. Agrahari, L. Wu, T. Watanabe, Y. Nakano, S. K. Panda, H. Koyama & Y. Kobayashi: Plant Sci., 302, 110711 (2021).
  33. 33) M. M. Estevez, G. R. D. Palma, J. A. M. Sanchez, L. B. Argaez, V. M. L. Vargas & S. M. H. Sotomayor: J. Plant Physiol., 160, 1297 (2003).
  34. 34) Y. Y. Li, X. L. Tang, L. G. Yang, Y. X. Yu & X. F. Li: Plant Soil, 388, 55 (2015).
  35. 35) M. Martinez-Estevez, G. R. D. Palma, J. A. Munoz-Sanchez, L. Brito-Argaez, V. M. Loyola-Vargas, S. M. T. Hernandez-Sotomayor: Plant Cell Physiol., 44, 667 (2003).
  36. 36) A. Ranjan, R. Sinha, T. R. Sharma, A. Pattanayak & A. K. Singh: Physiol. Plant., 173, 1765 (2021).
  37. 37) J. Jin, J. Essemine, Z. Xu, J. Duan, C. Shan, Z. Mei, J. Zhu & W. Cai: J. Exp. Bot., 73, 4923 (2022).
  38. 38) C. X. Li, J. Y. Yan, J. Y. Ren, L. Sun, C. Xu, G. X. Li, Z. J. Ding & S. J. Zheng: J. Integr. Plant Biol., 62, 1176 (2020).
  39. 39) H. Q. Lou, W. Fan, J. F. Jin, J. M. Xu, W. W. Chen, J. L. Yang & S. J. Zheng: Plant Cell Environ., 43, 463 (2020).
  40. 40) W. Fan, J. M. Xu, P. Wu, Z. X. Yang, H. Q. Lou, W. W. Chen, J. F. Jin, S. J. Zheng & J. L. Yang: J. Integr. Plant Biol., 61, 140 (2019).
  41. 41) R. K. Agrahari, T. Enomoto, H. Ito, Y. Nakano, E. Yanase, T. Watanabe, A. Sadhukhan, S. Iuchi, M. Kobayashi, S. K. Panda et al.: Front Plant Sci., 12, 774687 (2021).
  42. 42) H. He, J. Zhan, L. He & M. Gu: Protoplasma, 249, 483 (2012).
  43. 43) H. Ito, Y. Kobayashi, Y. Y. Yamamoto & H. Koyama: Soil Sci. Plant Nutr., 65, 251 (2019).
  44. 44) Y. Li, J. Huang, X. Song, Z. Zhang, Y. Jiang, Y. Zhu, H. Zhao & D. Ni: Planta, 246, 91 (2017).
  45. 45) H. Chen, C. Lu, H. Jiang & J. Peng: PLoS One, 10, e0144927 (2015).
  46. 46) C. Jiang, L. Liu, X. Li, R. Han, Y. Wei & Y. Yu: Sci. Rep., 8, 6072 (2018).
  47. 47) K. Kusunoki, Y. Nakano, K. Tanaka, Y. Sakata, H. Koyama & Y. Kobayashi: Plant Cell Environ., 40, 249 (2017).
  48. 48) Y. Nakano, K. Kusunoki, O. A. Hoekenga, K. Tanaka, S. Iuchi, Y. Sakata, M. Kobayashi, Y. Y. Yamamoto, H. Koyama & Y. Kobayashi: Front. Plant Sci., 11, 405 (2020).
  49. 49) P. Zhang, K. Zhong, Z. Zhong & H. Tong: BMC Plant Biol., 19, 490 (2019).
  50. 50) J. R. Lasky, H. D. Upadhyaya, P. Ramu, S. Deshpande, C. T. Hash, J. Bonnette, T. E. Juenger, K. Hyma, C. Acharya, S. E. Mitchell et al.: Sci. Adv., 1, e1400218 (2015).
  51. 51) H. Zhou, X. Xiao, A. Asjad, D. Han, W. Zheng, G. Xiao, Y. Huang & Q. Zhou: BMC Plant Biol., 22, 130 (2022).
  52. 52) D. Zhou, Y. Yang, J. Zhang, F. Jiang, E. Craft, T. W. Thannhauser, L. V. Kochian & J. Liu: Front Plant Sci., 7, 2043 (2017).
  53. 53) H. Dai, F. Cao, X. Chen, M. Zhang, I. M. Ahmed, Z. H. Chen, C. Li, G. Zhang & F. Wu: PLoS One, 8, e63428 (2013).
  54. 54) J. Wang, C. Su, Z. Cui, L. Huang, S. Gu, S. Jiang, J. Feng, H. Xu, W. Zhang, L. Jiang et al.: Front. Genet., 13, 1063984 (2023).
  55. 55) J. V. Magalhaes, M. A. Pineros, L. S. Maciel & L. V. Kochian: Front Plant Sci., 9, 1420 (2018).
  56. 56) C. Mercier, B. Roux, M. Have, L. L. Poder, N. Duong, P. David, N. Leonhardt, L. Blanchard, C. Naumann, S. Abel et al.: Plant J., 108, 1507 (2021).
  57. 57) J. Y. Ye, W. H. Tian, M. Zhou, Q. Y. Zhu, W. X. Du, Y. X. Zhu, X. X. Liu, X. Y. Lin, S. J. Zheng & C. W. Jin: Plant Cell, 33, 3658 (2021).
  58. 58) X. Q. Zhao & R. F. Shen: Front Plant Sci., 9, 807 (2018).
  59. 59) P. Mishra & R. S. Dubey: Plant Growth Regul., 64, 251 (2011).
  60. 60) M. Tokizawa, T. Enomoto, H. Ito, L. Wu, Y. Kobayashi, J. M. Macias, D. A. Medina, S. Iuchi, M. Kobayashi, M. Nomoto et al.: J. Exp. Bot., 72, 2769 (2021).
  61. 61) D. Coskun, R. Deshmukh, H. Sonah, J. G. Menzies, O. Reynolds, J. F. Ma, H. J. Kronzucker & R. R. Belanger: New Phytol., 221, 67 (2019).
  62. 62) D. Jiang, H. Wu, H. Cai & G. Chen: Plant Cell Environ., 45, 1765 (2022).
  63. 63) Z. Xiao, M. Ye, Z. Gao, Y. Jiang, X. Zhang, N. Nikolic & Y. Liang: Plant Cell Physiol., 63, 340 (2022).
  64. 64) C. Q. Zhu, X. C. Cao, L. F. Zhu, W. J. Hu, A. Y. Hu, B. Abliz, Z. G. Bai, J. Huang, Q. D. Liang, H. Sajid et al.: Plant Physiol. Biochem., 138, 80 (2019).
  65. 65) L. Yan, M. Riaz, X. Wu, C. Du, Y. Liu & C. Jiang: Environ. Pollut., 240, 764 (2018).
  66. 66) X. Li, Y. Li, J. Mai, L. Tao, M. Qu, J. Liu, R. Shen, G. Xu, Y. Feng, H. Xiao et al.: Plant Physiol., 177, 1254 (2018).
  67. 67) C. Wulff-Zottele, H. Hesse, J. Fisahn, M. Bromke, H. Vera-Villalobos, Y. Li, F. Frenzel, P. Giavalisco, A. Ribera-Fonseca, L. Zunino, I. Caruso et al.: Plant Physiol. Biochem., 83, 88 (2014).
  68. 68) 伊藤岳洋，張　柳，大津（大鎌）直子，丸山明子：化学と生物，60, 527 (2022).
  69. 69) H. Sugiura, S. Miyaji, S. Yamamoto, M. Yasuda, J. L. C. Damo, M. D. A. Ramirez, S. Agake, T. Kamiya, T. Fujiwara, S. D. Bellingrath-Kimura et al.: Soil Sci. Plant Nutr., 68, 547 (2022).
  70. 70) H. Wang, F. Ji, Y. Zhang, J. Hou, W. Liu, J. Huang & W. Liang: Plant Cell Environ., 42, 2340 (2019).
  71. 71) S. Silambarasan, P. Logeswari, R. Sivaramakrishnan, P. Cornejo, M. K. Sipahutar & A. Pugazhendhi: Sci. Total Environ., 832, 154935 (2022).
  72. 72) R. Shetty & N. B. Prakash: Sci. Rep., 10, 12249 (2020).


本文はトップページからログインをして頂くと表示されます。