澳门皇冠赌场_澳门皇冠体育のポイント
?全世界の陸地の約3割を占めるアルカリ性不良土壌で農作物を正常に生育させる肥料の開発に成功した。
?イネ科植物が根から分泌する天然の鉄キレート剤「ムギネ酸」を基に開発した、環境に優しい次世代の肥料である。
?世界的な食料難の解決“SDGsの「2.飢餓をゼロに」”につながる成果である。
全世界の陸地の約３分の１は農耕に適さないとされるアルカリ性不良土壌で占められています。アルカリ性不良土壌では鉄分が水に溶けない不溶態鉄として存在するため、植物は根から鉄分を吸収できずに枯れてしまいます。このため、アルカリ性不良土壌での農耕を可能にするためには、土壌中の不溶態鉄を溶かす農業用鉄キレート剤の開発が必要でした。
今回、徳島大学大学院医歯薬学研究部の難波康祐教授らと愛知製鋼株式会社（代表取締役社長：藤岡高広）の研究グループは、石川県立大学生物資源工学研究所の小林高範教授ら、東京大学大学院農学生命科学研究科の中西啓仁准教授ら、北海道大学大学院理学研究院の谷野圭持教授ら、公益財団法人サントリー生命科学財団の村田佳子特任研究員らとの共同研究によって、イネ科植物が根から分泌する天然の鉄キレート剤「ムギネ酸」の化学構造を改良した環境調和型の鉄キレート剤「プロリンデオキシムギネ酸（PDMA）」を開発しました。
本研究グループは、細胞活性試験、アルカリ性不良土壌でのイネの栽培試験、パイロット圃場試験などを通じて、PDMAがアルカリ性不良土壌でも農作物を正常に生育させる画期的な肥料であることを実証しました。PDMAは世界の食料問題を解決する手段の一つとして今後の実用展開が期待されています。
この澳门皇冠赌场_澳门皇冠体育は、３月１０日付で英国の科学誌「ネイチャー?コミュニケーションズ」電子版に掲載されます。
【背景】
全世界の陸地の約７割は農耕に適さない不良土壌とされており、そのうちの半分はアルカリ性不良土壌（参照：用語解説）とされています。アルカリ性不良土壌では、鉄分が水に溶けない水酸化鉄(III)（参照：用語解説）として存在しているため、植物は根から鉄分を吸収することが出来ず鉄欠乏症を引き起こします。アルカリ性不良土壌での農耕が可能となれば大幅な食料増産が期待できることから、アルカリ性不良土壌で水酸化鉄を溶かす農業用の鉄キレート剤（参照：用語解説）の開発がこれまで精力的に行われてきました。しかしながら、既存の人工鉄キレート剤では十分な効果は得られず、また土壌に残留するため環境への負荷が懸念されていました。
一方、イネ科植物は鉄分を効率よく吸収するために、根からムギネ酸（参照：用語解説）と呼ばれる天然の鉄キレート剤を分泌することが知られています。しかしながら、ムギネ酸の発見から40年以上が経過したにも関わらず、ムギネ酸類を農業用鉄キレート剤（肥料）として利用する試みはほとんど行われてきませんでした。これは、ムギネ酸やその誘導体が天然から極微量にしか得られないため非常に高価であり、また土壌中で微生物によって容易に分解されることから、ムギネ酸を肥料として利用することは実質不可能と考えられてきたためでした。
【研究手法】
本研究グループは有機合成化学の技術を用いて、ムギネ酸の類縁天然物である「デオキシムギネ酸 (DMA)」の効率的な化学合成法を開発し、化学合成による供給を達成しました。これによりDMAをイネの培地に添加することが可能となり、アルカリ性不良土壌のイネがDMAの投与によって鉄欠乏症を回復することを世界に先駆けて実証しました。しかしながら、DMAを肥料として実用化するためには、DMAの土壌での安定性が低いこと、化学合成に多大なコストを要することが大きな障壁となりました。DMAの低い安定性および高い合成コストの要因は、DMAの4員環部分の歪みが非常に大きいこと、化学合成の原料に用いるL-アゼチジン-2-カルボン酸（下図参照）が非常に高価であることでした。そこで、L-アゼチジン-2-カルボン酸を安定かつ安価なアミノ酸に代替した類縁体を種々合成し、その性能を評価しました。その結果、L-プロリン（下図参照）に変更した安価なプロリンデオキシムギネ酸 (PDMA) が天然のDMAよりも優れた成長促進効果を示すことを見出しました。
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天然のアミノ酸であるL-プロリンは安価に入手できるため、PDMAの合成コストはDMAの1/1,000?1/10,000まで削減可能となり、最大の課題であった原料コストの問題が解決できました。また、細胞試験によってPDMAはイネのみならず、トウモロコシやオオムギなど全てのイネ科植物にも有効であることが示されました。さらに、天然のムギネ酸類は1日で土壌中の微生物に分解されますが、PDMAは約１ヶ月かけて分解されるため、長期的に効果を維持しました。既存の鉄キレート剤は微生物に分解されず土壌に残留するため環境への負荷が懸念されていますが、PDMAは１ヶ月で分解されるため、環境に優しい肥料としての使用が可能です。PDMAの大量供給が可能となったことから、アルカリ性不良土壌のパイロット圃場を作製し、イネの屋外栽培試験も実施されました。その結果、PDMAが既存の鉄キレート剤よりも約10倍程度の優れた鉄欠乏回復効果を示すこと、またPDMAの添加によりコメの収穫が可能であることが示されました。すなわち、実際のアルカリ性不良土壌でコメが収穫できたことになります。
図：アルカリ土壌畑におけるイネへの鉄供給効果 （散布してから４週間後）
(左)鉄剤なし?(右)PDMA使用
【今後への期待】
世界の人口増加は著しく、2050年には100億人に達することが予想されています。このため、食料生産が人口増加に追いつけず、近い将来に深刻な食料難が訪れることが確実視されています。森林伐採による農