Elucidation of growth and nitrogen acquisition mechanism considering metabolic response of soybean to environmental conditions.

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K07704
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 岡崎 圭毅 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, 上級研究員 (40414750)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ダイズ / 代謝産物 / GC/MS / 過湿 / 乾燥 / RNA-seq / 簡易分析

Outline of Annual Research Achievements

気候変動下でも安定した作物生産を維持するため、干ばつや過湿条件に対して頑強性を示す作物が求められている。これまでの研究で、土壌の乾－湿条件および根域の縮小により、ダイズにおいて代謝産物の蓄積量が大きく変動することを見出し、この鋭敏な代謝応答は、ダイズの生産性や窒素集積機構にも関与することが予想された。本研究では、代謝産物の応答を中心に解析することにより、生理的な視点から生産性の決定に関わる新たな要因を明らかにすることを目的とする。
R1年度は、乾燥条件に対応して蓄積量が変化することが明らかになったイノシトール類について、非破壊分析の適用性を検討するため、HPLCによる定量分析および近赤外分光による予測法を検討した。HPLC分析では2種類の糖分析カラムを組み合わせることにより、ターゲットとするイノシトール類の定量が可能であることを明らかにした。葉粉砕物の近赤外スペクトルを取得し、HPLC分析で得たイノシトール様成分の濃度を目的変数としてPLS回帰分析を適用したところ、十分な予測精度を得ることはできなかった。
葉身試料を対象としたRNA-seqデータの解析を実施した。乾燥ストレスの影響はRNAデータにも明瞭に表れており、サンプリングやRNAの抽出等に問題が無いことを示唆した。
湿害の影響についてエンリッチメント解析を実施したところ、乾燥ストレス前の湿害が乾燥ストレス暴露後のRNAプロファイルに対しても僅かであるが影響を与えていることが明らかになった。
以上により、R1年度はこれまでに得られたデータを元に、簡易分析法の開発やRNA-seqのフォローアップを実施し、今後の研究を展開する上で重要な意味を持つ解析結果が得られた。