ダイズの一斉登熟性を引き起こす窒素再転流の制御機構

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K05999
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 鄭 紹輝 佐賀大学, 農学部, 教授 (90253517)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 大輔 佐賀大学, 農学部, 准教授 (80721274)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ダイズ / 一斉登熟性 / 老化 / 窒素転流 / 遺伝子発現

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ダイズの一斉登熟性に関わる窒素制御機構を明らかにする目的で、2019年度では以下の２つの実験を行った。まず、一斉登熟性は植物のシンクとソースのバランスによって制御されるといわれているが、それを検証するために、剪葉によるソース不足条件、及び莢切除によるシンク不足条件を作出し、各々の条件下で窒素を増減させた結果、剪葉区では本来早く老化が進むところ、窒素供給の増加によって老化が緩和された傾向がみられた。一方、莢切除区では老化せず一斉登熟性を示さないところを窒素供給を減らすことによって老化が促進させるとの仮説であったが、結果は窒素の増減にかかわらず一斉登熟性を示した。この理由は莢切除後も植物のシンク調整機能が働き、莢切除後も新たにシンクである莢が形成され、シンク・ソースバランスの調整程度によって効果が変わると考えられた。次に一斉登熟性に密接に関係する栄養器官からの窒素転流の遺伝子制御を明らかにするため、子実肥大期の葉におけるクロロフィル分解関連遺伝子（GmSGR）、および窒素再利用関連遺伝子（GmATG）の発現時期や発現量を同定した結果、両遺伝子とも発現量は、低窒素処理2週間後より急激に増加し、葉からの窒素転流に同調した。さらに、GmSGRの発現量は葉の老化を遅らせた高窒素処理区(400ppm)では変化はほとんどみられなかったことから、葉からの窒素の転流は主に葉緑素分解によることと推察された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は、ダイズの一斉登熟機構と窒素転流の関係を生理的現象から遺伝的制御まで解明しようとするもので、初年度はシンク・ソースのバランスに対する窒素供給の影響、及び関連遺伝子の発現を明らかにしたもので、おおむね予定通りに進行している。

Strategy for Future Research Activity

一斉登熟性機構の解明に向けて、生理的機構と遺伝的制御の両面から追及していく予定で、今後は、一斉登熟減少において、窒素の多寡と炭素の多寡の相互作用をより明らかにするとともに、RNAシークエンスによる関連制御遺伝子の網羅的解析を進めていく予定である。

Causes of Carryover

今年度中に行う予定の遺伝子解析、及び学会発表が次年度にずれたため、予算の執行は予定より少なかった。
次年度（2020）は網羅的遺伝子発現の解析、及びダイズ国際学会に参加し成果発表の予定である