2019 Fiscal Year Research-status Report

Clarification of phosphorus uptake ability of rice variety AZ-97 under low phosphorus soil conditions in Madagascar

Research Project

Project/Area Number	19KK0154
Research Institution	Japan International Research Center for Agricultural Sciences
Principal Investigator	高井俊之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, 主任研究員 (40547725)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	辻本泰弘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 (20588511) 西垣智弘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, 任期付研究員 (80795013) 川村健介国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 社会科学領域, 任期付研究員 (90523746) 晝間敬奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (20714504) 阪田光和高知大学, 教育研究部総合科学系黒潮圏科学部門, 講師 (50843322)
Project Period (FY)	2019-10-07 – 2023-03-31
Keywords	AZ-97 / リン欠乏土壌 / F2集団育成 / DNAマーカー設計
Outline of Annual Research Achievements	本年度は採択初年度であったため、1月に研究代表者・分担者が集まってキックオフミーティングを行い、課題１：リン欠乏環境における「AZ-97」の高いリン獲得能のメカニズムの解明、課題２：少量のリンでも生育が良好な「AZ-97」の遺伝要因の解明、課題３：検出した遺伝要因がイネ－土壌－微生物系におけるリン獲得をめぐる契機となっているかの検証、のそれぞれの研究計画について確認・議論を進め、その情報を共有した。「具体的な研究成果」課題１：ポット試験の供試土（候補）であるマダガスカルの土壌の理化学性を調査した。調査の結果、全リン含量として土壌１㎏あたり973mgのリンが含まれていたが、植物が利用可能な状態のリンは8.75mgしか含まれておらず、典型的なリン欠乏土壌であることを確認した。課題２：遺伝解析に向けて「AZ-97」とマダガスカルの主力品種「X265」を交配しF1種子を獲得した。さらにF1個体を栽培しF2自殖種子を獲得した。遺伝解析に使用するDNAマーカーとして588個のSSRマーカーを調査し、AZ-97とX265の間で多型を示す116個のSSRマーカーを明らかにした。リン欠乏土壌で栽培するイネの光合成能の調査に向けて、迅速な光合成能の評価が可能な装置「MultispeQ」の条件検討を行った。課題３：準同質遺伝子系統育成のために「AZ-97」と「X265」間で交配を開始した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason プロジェクト初年度として、関係者によるキックオフミーティングを行い、課題１～３について順調にスタートを切ることができた。
Strategy for Future Research Activity	プロジェクト２年目から本格的に実験を開始する。具体的には課題１：１年目に確認したリン欠乏土壌を用いたポット試験を行い、「AZ-97」と「X265」の根圏土壌中のリン形態および酵素活性を分析する。上述の根圏土壌について、16S/ITSメタ解析による微生物叢（細菌叢・糸状菌叢）構成の把握と微生物の単離を試みる。課題２：１年目に育成したF2種子をマダガスカルへ導入し、課題１と同じリン欠乏土壌を用いてF2集団を栽培する。分げつの発生、光合成能、バイオマスの調査を進め、遺伝子型データと合わせてQTL解析を行う。課題３：「AZ-97」と「X265」由来のF1個体に「X265」の戻し交配を進める。研究を遂行する上での課題：新型コロナウイルスの世界的拡大に伴い、現在マダガスカルへの渡航が禁止となっている。このまま渡航禁止が継続する場合、現地での実験が進められなくなることが想定される。この問題を踏まえて、国内でも実験可能な部分は国内で進めることを現在検討している。
Causes of Carryover	新型コロナウイルスの感染拡大等により、2月以降の出張や物品購入を控えたため、次年度への繰り越しが生じた。この本年度の繰り越し分と次年度の助成金を合わせることで、次年度はポスドクを１名国際農林水産業研究センターで雇用し、奈良先端大と高知大に分担金をそれぞれ80万円、50万円配分し、研究の促進を図る。