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富栄養化とP栄養塩:そのサステイナブル管理のための生態学的戦略

Research Project

Project/Area Number 14F03908
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Genome biology
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

沖 陽子  岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (30127550)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) AKHTAR MUHAMMAD SHAHBAZ  岡山大学, 環境生命科学研究科, 外国人特別研究員
AKHTAR Muhammad  岡山大学, 環境生命科学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsリン利用効率 / リン欠乏耐性小麦品種 / リン高感受性小麦品種 / 溶解性リン供給源 / リン欠乏条件下 / リン過剰条件下 / バイオマス / ヘドロ / リン利用効率 / リン欠乏耐性小麦品種 / リン高感受性小麦品種 / 溶解性リン供給源 / リン欠乏条件下 / リン過剰条件下 / 水生シダ植物Azolla
Outline of Annual Research Achievements

リンは土壌中に蓄積されており、植物の根によって吸収され取り込まれるが、土壌中で吸着されたリン酸イオンは、植物による利用率が低い。しかし、植物根は有機酸を分泌し、リン酸を吸収する能力を持つ。この現象と仕組みを、少ないリン酸イオンを的確に植物体内で有効化する作物品種を用いて明らかにし、その特性を持続的な作物生産の維持管理に活用することが本研究の目的である。その目的を達成するために下記の研究を実施した。
A.水域のリン過剰条件下:河川並びに富栄養湖のヘドロを24地点から採集し、ヘドロの土性によりPの収着/非収着の動態が異なることを明らかにした。
B.陸域のリン過剰・欠乏条件下:選抜した特徴的な4品種を供試して、遅効性の可溶性PのP可溶化やP獲得を含めた根部介在メカニズムを誘引するPストレスを証明した。さらに、生きた小麦個体の根を供試して、根圏の酸性化を誘引するPストレスを感知すると共に遅効性の可溶性Pを供試して、根部分泌物の役割を解明した。すなわち、リン酸カルシウム塩を寒天に混入し、根端付近の根圏酸性化と比較することにより、遅効性の可溶性Ca-Pの不可溶性に関するH+イオン流出の関与を確認し、H+ポンプやプラズマ膜のH+ATPase活性の適応を相対評価した。また、PストレスにおけるP再流動及びPi吸収に関するパラメータを推定して植物体内のP再流動や再移行を誘引するP欠乏状況や栄養塩類枯渇状況を把握した。一方、リン過剰条件下においては、P隔離に関する相対能力を評価するモデルに、既往の実験で得られた結果をシミュレートすることにより、Pの収着/非収着の動態を解明した。
以上のP獲得とP利用効率の実験から、欠乏する溶解性P資源に応じた低濃度に対するP耐性/P利用効率の高い小麦品種が持続可能な作物生産を維持し、P過剰の富栄養化のリスクを解消することを提言した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Phosphorus stress-induced differential growth, and phosphorus acquisition and use efficiency by spring wheat cultivars.2016

    • Author(s)
      Akhtar, M. S., Oki, Y., Nakashima, Y., Adachi T., and Nishigaki M.
    • Journal Title

      Communications in Soil and Plant Analysis

      Volume: 47

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Microcosm investigation on differential potential of free floating Azolla macrophytes for phytoremediation of P-controlled water eutrophication.2016

    • Author(s)
      Akhtar M.S., Oki, Y., Nakashima, Y., Nishigaki, M., Adachi, T. and Kamigaki, T.
    • Journal Title

      International Journal of Agriculture and Biology

      Volume: 18 Issue: 01 Pages: 204-212

    • DOI

      10.17957/ijab/15.0119

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Differential P-acquisition and growth characteristics of wheat cultivars under buffered P-stress environment.2015

    • Author(s)
      Akhtar, M. S., Oki, Y., and Nakashima, Y.
    • Journal Title

      International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics

      Volume: 5(5) Issue: 5 Pages: 311-320

    • DOI

      10.17706/ijbbb.2015.5.5.311-320

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Study on clogging prevention due to high ferrous concentrations in groundwater for open loop heat pump systems.2015

    • Author(s)
      Claudia H., Nishigaki, M., Ray, R. and M., Akhtar, M.S.
    • Journal Title

      Environmental Engineering and Management Journal

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phosphorus stress induced variations in growth behavior and P-efficiency among Brassica cultivars grown with sparingly soluble P-sources.2014

    • Author(s)
      Akhtar, M. S., Oki, Y., Nishigaki, M., Adachi, T., Nakashima, Y., Nakamoto, Y. and Hartwig, C.
    • Journal Title

      Communications in Soil Science and Plant Analysis

      Volume: 45(15) Issue: 15 Pages: 1995-2017

    • DOI

      10.1080/00103624.2014.919310

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] PH changes enhanced P-acquisition from sparingly soluble P-sources under P-stress Environment.2015

    • Author(s)
      Akhtar, M. S., Oki, Y., and Nakashima, Y.
    • Organizer
      4th International Conference on Chemical and Biological processes.
    • Place of Presentation
      Dubai, UAE.
    • Year and Date
      2015-11-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of P-sorption and desorption potential of soil sedimentary materials.2015

    • Author(s)
      Akhtar, M. S., Oki, Y., and Nakashima, Y.
    • Organizer
      International Conference on Soil Sustainability for food Security.
    • Place of Presentation
      ISES, UAF, Fsd., Pakistan.
    • Year and Date
      2015-11-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Differential P-acquisition and Growth Characteristics of Wheat Cultivars under Buffered P-stress Environment.2015

    • Author(s)
      Akhtar, M. S., Oki, Y., and Nakashima, Y.
    • Organizer
      5th International Conference on Agriculture and Environmental Engineering.
    • Place of Presentation
      Paris, France.
    • Year and Date
      2015-08-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Phosphorus starvation induced variations in growth response, and P-acquisition and use efficiency from sparingly soluble P-sources by wheat cultivars.2015

    • Author(s)
      Akhtar, M. S., Oki, Y., Adachi, T. and Nakashima, Y.
    • Organizer
      14th International Symposium for Soil and Plant Analysis.
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国ハワイ州コナビーチ
    • Year and Date
      2015-01-26 – 2015-01-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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