亜鉛と鉄を組み合わせて葉面散布すると、穀物の微量栄養素濃度が増加し、さまざまな小麦種と倍数体レベルにわたる水ストレスが軽減されます。

Scientific Reports volume 12、記事番号: 20328 (2022) この記事を引用

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この研究は、異なる水環境下での亜鉛 (Zn) と鉄 (Fe) の葉面散布に対する、異なる倍数性レベルを持ついくつかの小麦種の反応を調べることを目的としました。 10 の異なる種からの 19 の四倍体、5 種からの 10 の六倍体、および 3 種からの 6 つの二倍体を含む 35 のコムギの遺伝子型を、次の 4 つの処理による 2 つの水分管理で圃場で評価しました: 対照、葉面 Zn 散布、葉面 Fe散布とZn + Feの葉面散布。 実験は、各水分領域で 2 つの反復を伴うランダム化された完全なブロック設計の分割プロット スキームに従って実行されました。 水ストレスは、穀物の Zn と Fe 含有量を除く、測定されたすべての特性に悪影響を及ぼしました。 Zn + Fe を組み合わせた葉面散布により、収量が大幅に増加し、水ストレスによる収量の減少が軽減されました。 亜鉛と鉄を適用すると、両方の湿潤条件下で穀物中の微量栄養素含有量が大幅に増加しました。 四倍体種と六倍体種は、未改良の二倍体種に比べてほぼ 4 倍の穀物を収量し、水ストレスの影響が少なかった。 すべての倍数性レベルは、Zn および Fe 処理に対してほぼ同様に反応し、組み合わせた適用は各元素を個別に適用した場合と同様に効果的でした。 2 つの水分条件下での Zn + Fe の併用施用に応じて最も収量が増加し、水分ストレス下での Zn 施用に応じて最も高い穀粒 Zn 含有量が六倍体コムギで観察されました。 ZnとFeを組み合わせて葉面散布すると、穀物のZnとFeが増加し、すべてのコムギ倍数性レベルに対する水ストレスの悪影響が軽減され、生物強化が費用対効果が高くなります。

世界的に小麦は人間の栄養において中心的な位置を占めており、その穀物の収量は過去数十年にわたる育種と管理の努力によって継続的に改善されてきました1。 しかし、収量の向上は、穀物のタンパク質とミネラル含有量、特に亜鉛 (Zn) や鉄 (Fe) などの微量栄養素の大幅な減少と関連していました 2,3。

一般に、市販の小麦品種の穀物には 20 ～ 35 mg/kg の Zn と Fe4,5 が含まれていますが、これは必須ミネラルの主な供給源として小麦を構成する人間の食事には不十分です6。 植物要因に加えて、世界的に穀物栽培土壌のほぼ半数は、利用可能な亜鉛（すなわち、化学的に可溶性の亜鉛）の濃度が不十分な土壌であり、穀物の亜鉛濃度の低下をさらに引き起こしています7。 食事による亜鉛と鉄の欠乏は、成長阻害、貧血、免疫機能の低下、脳機能、発達障害、特に小児における免疫機能不全による致命的な感染症への脆弱性など、さまざまな健康問題と関連しています6。

このような欠乏症に対処する戦略の中には、より高いミネラルの吸収と蓄積能力を持つ品種を得るために、施肥や遺伝子操作などの農学的実践によって作物中のミネラル栄養素含有量を増加させる生物強化があります8。 Zn/Fe高濃度小麦の作物改良活動は、まずFeとZn6の利用可能な遺伝的多様性を探索することに焦点を当てています。 遺伝的生物強化に有用な変動性を特定するために、Triticum monococcum L.、T. turgidum L. ssp.などの祖先種のスクリーニングに重点が置かれています。 dicoccoides (Körn. ex Asch. et Graebn.) Thell.、Triticum turgidum L. ssp. dicoccum (Schrank) Thell.、T. aestivum ssp. スペルタとAe。 タウスキー9,10。

一般に、微量栄養素肥料は土壌に施用されるか、葉に噴霧され 11,12、小麦粒中の濃度を効果的に向上させます4。 ただし、葉面散布の方が土壌散布よりも効果的であることが研究で示されています13,14。 Fe については、Fe-EDTA が穀物の Fe 濃度を高めるのに最適な肥料であることが示されています 15。これは主に、Fe が中性からアルカリ性の pH の範囲の土壌に施用されると利用できない形態にすぐに変換されることと、Fe の移動度が高いためです。師部では貧弱であり、内因性キレートによってさらに減少します16。