高等植物のアルミニウム耐性における有機酸アニオン分泌の役割

世界の総土地面積の約30％と世界の潜在的な耕地の50％以上が酸性です。さらに、土壌の酸性度は、いくつかの農業慣行や酸性雨などの環境問題の結果として徐々に増加しています。軽度の酸性または中性土壌では、アルミニウム（AL）は主に不溶性堆積物として発生し、本質的に生物学的に不活性です。しかし、熱帯と亜熱帯全体の多くの酸性土壌では、Al毒性は作物の生産性を制限する主要な要因です。根からの主にクエン酸塩、シュウ酸塩、およびマロン酸アニオン（OA）アニオンのAL誘発性分泌は、高等植物におけるAL耐性の最も文書化されたメカニズムです。増加する証拠は、OAアニオンのAL誘導分泌が、（a）アニオンチャネルまたはトランスポーター、（b）植物組織のOAアニオンの内部濃度、（d）温度、（e）など、以下のいくつかの要因に関連している可能性があることを示しています。根血漿膜（PM）H（+） - ATPase、（f）マグネシウム（mg）、および（e）リン（p）。OAアニオンの分泌と生合成のために遺伝子を過剰発現することにより、より高い耐性を持つ遺伝子組み換え植物および細胞が得られています。さらに、さらに調査する必要があるいくつかの側面についても説明します。

Approximately 30% of the world's total land area and over 50% of the world's potential arable lands are acidic. Furthermore, the acidity of the soils is gradually increasing as a result of the environmental problems including some farming practices and acid rain. At mildly acidic or neutral soils, aluminium (Al) occurs primarily as insoluble deposits and is essentially biologically inactive. However, in many acidic soils throughout the tropics and subtropics, Al toxicity is a major factor limiting crop productivity. The Al-induced secretion of organic acid (OA) anions, mainly citrate, oxalate, and malate, from roots is the best documented mechanism of Al tolerance in higher plants. Increasing evidence shows that the Al-induced secretion of OA anions may be related to the following several factors, including (a) anion channels or transporters, (b) internal concentrations of OA anions in plant tissues, (d) temperature, (e) root plasma membrane (PM) H(+)-ATPase, (f) magnesium (Mg), and (e) phosphorus (P). Genetically modified plants and cells with higher Al tolerance by overexpressing genes for the secretion and the biosynthesis of OA anions have been obtained. In addition, some aspects needed to be further studied are also discussed.