リン欠乏性で塩分濃度の影響を受けた土壌でのsp.とsp.を用いた接種に対するトウモロコシの応答

The Response of Maize to Inoculation with sp. and sp. in Phosphorus-Deficient, Salinity-Affected Soil.

• Tchuisseu Tchakounté Gylaine Vanissa
• Beatrice Berger
• Sascha Patz
• Matthias Becker
• Veronika Turečková
• Ondřej Novák
• Danuše Tarkowská
• Fankem Henri
• Silke Ruppel

抄録

塩分とリン（P）の欠乏は、作物の生産性を制約する最も深刻な土壌要因の一つである。これらのストレスを緩和するために提案されている戦略は、成長促進根粒菌（PGPR）を接種して植物をサポートすることである。ここでは、2 種類のトウモロコシ複合品種と 2 種類の F1 ハイブリッド品種について、塩分環境と非塩分環境のいずれかで P 欠乏に耐える能力を比較したところ、土壌の塩分と P 欠乏の両方を与えると、4 種類の品種すべてで養分の取り込みが有意に減少し、生育も同様の程度まで低下することが示された。その後、塩分とP欠乏症に同時に悩まされた環境下で、3株のsp.またはsp.を接種した場合の改善効果を調べた。それぞれの菌株を接種すると，植物のナトリウム陽イオンの取り込みが制限され，カリウム陽イオンの取り込みが増加し，生育が促進されることがわかった。生育刺激の程度は，F1ハイブリッド品種よりも複合品種の方が顕著であったが，接種の有無にかかわらず，複合品種の方が前者よりもバイオマスの蓄積量が多かった。これらの菌株をin vitroで培養したところ、それぞれオーキシン、アブシジン酸、ジベレリン、サイトカイニンという植物ホルモンを産生することが示された。このことは、sp.株とsp.株の両方が根圏に存在することで、遺伝子型に依存した方法で、塩分濃度の影響を受けた土壌や P 欠乏した土壌でのトウモロコシの生育をサポートすることができることを示唆している。

Salinity and phosphorus (P) deficiency are among the most serious soil factors constraining crop productivity. A proposed strategy for alleviating these stresses is supporting plants by inoculation with growth-promoting rhizobacteria (PGPR). Here, a comparison of the ability of two maize composite and two F1 hybrid varieties to tolerate a P deficiency in either a saline or a non-saline environment showed that the uptake of nutrients by all four entries was significantly reduced by the imposition of both soil salinity and P deficiency, and that their growth was compromised to a similar extent. Subsequently, the ameliorative effect of inoculation with three strains of either sp. or sp. in an environment, which suffered simultaneously from salinity and P deficiency, was investigated. Inoculation with each of the strains was found to limit the plants' uptake of sodium cations, to increase their uptake of potassium cations, and to enhance their growth. The extent of the growth stimulation was more pronounced for the composite varieties than for the F1 hybrid ones, although the amount of biomass accumulated by the latter, whether the plants had been inoculated or not, was greater than that of the former varieties. When the bacterial strains were cultured in vitro, each of them was shown as able to produce the phytohormones auxin, abscisic acid, gibberellins, and cytokinins. The implication is that since the presence in the rhizospere of both sp. and sp. strains can support the growth of maize in salinity-affected and P deficient soils in a genotype-dependent fashion, it is important to not only optimize the PGPR strain used for inoculation, but also to select maize varieties which can benefit most strongly from an association with these bacteria.