Development of Highly Accurate Molecular Makers for Biological Nitrification Inhibition (BNI)-enabled Wheat

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18KK0167
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Japan International Research Center for Agricultural Sciences
• Principal Investigator: Guntur Venkata Subbarao 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, 主任研究員 (00442723)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 智史 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, プロジェクトリーダー (00749921) ; 安西 俊彦 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 熱帯・島嶼研究拠点, プロジェクトリーダー (40829991) ; 吉橋 忠 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生物資源・利用領域, プロジェクトリーダー (60450269)
• Project Period (FY): 2019-02-07 – 2023-03-31
• Keywords: 生物的硝化抑制 / コムギ / Gras-Di

Outline of Final Research Achievements

A mini-core collection of 328 lines representing 150,000 durum wheat genetic resources held by CIMMYT was established and genotyped using the Genotyping by Random Amplicon Sequencing-Direct (Gras-Di) method. The results were used to generate a high-density map of wheat chromosomes with approximately 20,000 to 30,000 markers on each chromosome. Within the mini-core collection, 249 wild durum wheat lines were evaluated for hydrophobic and hydrophilic BNI capacity. Similar to the results in the bread wheat genetic resource, BNI was found to be concentrated in the hydrophilic fraction, while the variation was smaller and weaker than in sorghum and maize.

Free Research Field

植物栄養

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本プロジェクトの過程において、野生近縁種コムギLeymus recemosusのN染色体短腕(Lr#N-SA)に存在するBNI能を属間交配により導入したBNI強化コムギの作出に成功し、本プロジェクトにおいて評価した全ての遺伝資源に比べ、高いBNI能を持ち、圃場においてもその機能を発揮することが判明した。土壌の硝化をコムギ自身が抑制することで、窒素施肥を削減しても収量が維持でき、コムギ生産による環境負荷を低減させる全く新しいアプローチによる地球温暖化緩和策を確立することが出来た。Lr#N-SA導入は、G7農業大臣会合、G20農業大臣会合でも日本発の技術として紹介された。