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2021 Fiscal Year Annual Research Report

High Throughput Measurement of Radioactive Tracers for Searching QTL of Ion Dynamics in Plants

Research Project

Project/Area Number 20H02885
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

田野井 慶太朗  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (90361576)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴井 伸郎  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 上席研究員 (20391287)
古川 純  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40451687)
田中 伸裕  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, 主任研究員 (60646230)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords放射線トレーサー / イオン動態 / 植物
Outline of Annual Research Achievements

2年目の本年度は、実験材料としてのイネの品種選抜においてイネの拡大版コアコレクション約200系統、インディカ200系統、aus200系統の、合計600系統を対象とし、イオンの転流の影響が大きいと考えられる止め葉(穂が出てくる直前に出てくる最後の葉)の葉身に焦点をあて、昨年度、8月の出穂期と10月の収穫期の2回に分けてサンプリングをした止め葉について、合計約6000点について、硝酸にて湿式分解の後、ICP-MSによる網羅的なイオン測定を進めた。測定対象とした元素は、B, Na, Mg, Al, P, S, K, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Mo, Cd, Cs, Baであった。これらを一度の測定で完了するためのプログラムを構築して、測定を進めた。なお、Ni, Cd, Csについては検出限界以下になるサンプルが多かった。
まだ測定途中ではあるが、出穂期と収穫期での各元素について、品種を超えたイネとしての傾向の概要が以下のように見えてきた 。例えば、Mg, K,Ca, Pといった元素は比較的濃度が安定していた。多くのサンプルでKやPは出穂期の方が収穫期よりも濃度が高く、Caは逆に収穫期の方が出穂期よりも濃度が高いなど、これまで一般的に言われていた各元素の転流の特徴が現れた結果となった。なお、Mgは出穂期と収穫期の濃度が品種によって異なるなど興味深い結果も得られた。
一方で、AsやCdは特定の品種でのみ突出した検出が見られるなど、品種に応じた特徴も見られた。
なお、これまでのところ、ジャポニカ、インディカ、ausの3つの群において、それぞれ特徴ある元素動態は見られなかった。
他、確立した測定系を活用し、植物の葉の濃度を測定する共同研究も展開した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

実験で用いるためのイネについて、6000点と膨大な数になってしまったが、測定系など順調に構築できたことで、測定が完了する目処がたつなど、進捗は順調である。

Strategy for Future Research Activity

イネの止め葉サンプルの測定を早い時点で遂行、完了させ、イオノーム解析を行うとともに、ターゲットとする品種を選抜する方策である。

  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021

All Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] シロイヌナズナ野生系統を用いた葉内マグネシウム濃度を制御するQTLの探索2022

    • Author(s)
      小髙 茜、小林 奈通子、工藤 徹、加藤 美砂子、田野井 慶太朗
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会大会
  • [Presentation] Cell Type-Specific Functional Analysis of Sodium Ion Transporter SOS1 in Roots2022

    • Author(s)
      小倉尚晃, 名兒耶美緒, 杉田亮平, 小林奈通子, 中西友子, 田野井慶太朗
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会大会
  • [Presentation] 組織特異的にSOS1が発現する植物における放射性同位体の経時的イメージングを用いた根のナトリウム排出能の評価2022

    • Author(s)
      名兒耶美緒、小倉尚晃、杉田亮平、小林奈通子、中西友子、田野井慶太朗
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会大会
  • [Presentation] Mutagenesis Analysis of Arabidopsis Magnesium Ion Transporter AtMRS2-12022

    • Author(s)
      Xiaoyu Yang, Natsuko I. Kobayashi, Yoshiki Hayashi, Koichi Ito, Motoyuki, Hattori, Yoshitaka Moriwaki, Keitaro Tanoi
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会大会
  • [Presentation] Metal Ion Transport Study of Plant Mg2+ Transporter AtMRS2-1 Using E.Coli2022

    • Author(s)
      Xiaoyu Yang, Natsuko I. Kobayashi, Yoshiki Hayashi, Koichi Ito, Motoyuki, Hattori, Yoshitaka Moriwaki, Keitaro Tanoi
    • Organizer
      2022 AAAS annual meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Radioimaging and Ion Flux Analysis Identify Sodium Ion Efflux Sites in Plant Roots2022

    • Author(s)
      Takaaki Ogura, Ryohei Sugita, Natsuko I. Kobayashi, Tomoko M. Nakanishi, Lana Shabala, Sergey Shabala, Keitaro Tanoi
    • Organizer
      2022 AAAS annual meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放射性同位体イメージングと植物への応用例-放射性同位体実験へのお誘い2021

    • Author(s)
      田野井慶太朗
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
    • Invited
  • [Presentation] リアルタイム RI イメージングとイオン電極法を相補的に用いたシロイヌナズナ根からのナトリウムイオン排出部位の検討2021

    • Author(s)
      小倉 尚晃,杉田 亮平,小林 奈通子,Lana Shabala, Sergey Shabala,中西 友子,田野井 慶太朗
    • Organizer
      第58回アイソトープ・放射線研究発表会
  • [Presentation] 植物の根におけるイオン動態の RI トレーサーによる定量解析2021

    • Author(s)
      小林 奈通子,鈴木 寿,岩田 練, 中西 友子,田野井 慶太朗
    • Organizer
      第58回アイソトープ・放射線研究発表会
  • [Presentation] リアルタイム RI イメージングを用いた光の変化がイネの元素動態に与える影響の解析2021

    • Author(s)
      杉田 亮平、小林 奈通子、廣瀬 農、岩田 錬、鈴木 寿、田野井 慶太朗、中西 友子
    • Organizer
      第58回アイソトープ・放射線研究発表会
  • [Presentation] マグネシウム含量が半減するイネ変異体の解析2021

    • Author(s)
      小林奈通子、高木宏樹、大西孝幸、鈴木寿、岩田錬、市橋泰範、横井彩子、土岐精一、中西友子、田野井慶太朗
    • Organizer
      日本土壌肥料学会年会

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Published: 2023-12-25  

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