アルカリ性不良土壌の緑地化研究と鉄イオン吸収メカニズムの解明研究

次世代農薬 ムギネ酸

 全世界の陸地の67%は農耕に適さない不良土壌とされていますが、そのうちの半分はアルカリ性の不良土壌です。このような土壌では鉄イオンが水不溶態となってしまうために、植物は根から鉄を吸収できずに枯れてしまいます。この問題に対して、イネ科植物のオオムギはムギネ酸と呼ばれるキレート剤を根から分泌し、鉄との錯体を形成させることによって鉄を溶かします。ついで、特異なトランスポーターを介してムギネ酸・鉄錯体を取り込むことで、アルカリ性条件下でも効率良く鉄イオンを吸収するアルカリ耐性機構を有しています。しかしながら、ムギネ酸類類の分泌能が低いためにアルカリ性土壌では生育できないイネ科植物は多く存在します。そこで、我々はこれらの植物の鉄の取り込み機構を明らかにし、特異なキレート剤を肥料として供給することでアルカリ性不良土壌での農耕が実現できると考えています。

 これまでに、イネの鉄キレート剤であるデオキシムギネ酸の実用的合成法を確立し、ムギネ酸の添加がアルカリ性条件下でのイネ科植物の生育に劇的に効果があることを明らかにしました。また、鉄吸収機構の解明のためにムギネ酸のプローブ化法の確立にも成功しています。

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 これまでの知見を基に、現在鉄キレート剤を肥料として供給できるような大量合成法の開発、および安価な構造簡略化体の開発を行っています。これによりアルカリ性不良土壌での農耕が可能となれば、世界の食料危機問題に貢献できるものと期待し日夜研究に励んでいます。さらに、ムギネ酸プローブを用いて、植物の鉄イオン取り込み機構を分子のレベルで明らかにすること、またヒトの鉄欠乏症の治療薬への展開などを行っていきます。

 

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有機合成薬学