窒素固定増強遺伝子によるマメ科作物の低炭素投入型への転換
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20H02890
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
鈴木 章弘 佐賀大学, 農学部, 教授 (50305108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邊 啓史 佐賀大学, 農学部, 准教授 (40425541)
富永 晃好 静岡大学, 農学部, 助教 (50776490)
下村 彩 佐賀大学, 農学部, 助教 (20802771)
遠城 道雄 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 教授 (60194651)
穴井 豊昭 佐賀大学, 農学部, 招へい教授 (70261774)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
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| Keywords | 窒素固定 / ダイズ / 共生 / 根粒菌 / 遺伝子 / ミヤコグサ / 根粒 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者らは，根粒菌による生物的窒素固定を飛躍的に増強させ，窒素肥料の使用（製造）を大幅に削減することを目標として研究を推進してきた。そして今までに，ダイズ品種エンレイから窒素固定増強遺伝子（エンレイ型SEN1）を同定し，それをフクユタカへ導入することによって窒素固定活性をほぼ100％増強させることに成功した。そこで本研究では，①ダイズの窒素固定増強遺伝子による窒素肥料削減効果の検証，②ダイズの窒素固定増強遺伝子のリスト化と世界展開への準備，③SEN1タンパク質の機能解析の３つの小課題を遂行し，窒素固定増強のメカニズムを理解するとともに，低炭素投入型農業が実現可能であることを示す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，申請者らが見出した窒素固定増強遺伝子（SEN1）に関して，窒素固定増強のメカニズムを理解することと，それを使ってダイズの生産性を向上させる（窒素肥料を削減する）ことである。R5年度も昨年度に引き続き３つの小課題を遂行することによってそれらの達成を試みた。結果とともに以下に示す。
小課題１.ダイズの窒素固定増強遺伝子による肥料削減効果の検証：佐賀県におけるダイズ栽培時の適切な窒素量は10a当たり6 kgであるとされる。今年度は，佐賀大学において10aあたり3.0 kg及び1.4 kg,静岡大学において1.4 kg/10aの条件で，オリジナル品種のフクユタカと窒素固定増強型のエンレイ型（準同質遺伝子系統）を栽培した。その結果，佐賀大学におけるエンレイ型の収量は，フクユタカと比較してそれぞれそれぞれ113％及び102％の値を示した。また静岡大学においては，フクユタカと比較して116％の収量を示した。収量に関してはR5年度は有意差は検出されなかった。しかしながらいずれもエンレイ型の方が高い傾向を示していることから，これらの結果は依然として本遺伝子の導入によって，収量の増加が見込める可能性を示していると判断できる。
小課題２.ダイズの窒素固定増強遺伝子のリスト化と世界展開への準備：昨年までに，SEN1遺伝子を導入するダイズ品種を選抜するために，日本作物学会において今までの成果を発表し，農水省や地方自治体の研究者との意見交換を行い，導入するための大豆品種の選定を進めていた。それを受けてR5年度は２つの品種へ交配育種法によってSEN1遺伝子の導入を開始し，すくなくとも１世代は進めることに成功した。
小課題３. SEN1タンパク質の機能解析：今年度も生産されたエンレイ型に関して，鉄含量の測定を行い，ペキン型と比較してエンレイ型の方が高いことを確認した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(9 results)
