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2022 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 / イオノーム
Outline of Annual Research Achievements

3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、2020年に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実施した。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、全てのサンプルの測定を終えることができた。
測定結果をもとに、イオノーム解析を実施した。興味のあった転流を解析するにあたり、得られたデータをクリーニングした後、多変量解析を行ったところ、PC3までで60%となった。とりわけ30%を超えるPC1について各元素のグルーピングを見てみると、2つのグループに別れ、止め葉からの転流が多いと見られるグループには、Mo, Mg, Zn, Rb, Cu, K, Pが、転流なしと見られるグループには、Mn, Ca, Sr, Co, Feがグルーピングされた。PC1を転流を示す軸とみなし、PC1の値でQTLを実施したところ、有意に差があるとされるピークが複数見られた。
他、As, Mg, KについてGWASを実施し、それぞれ有意に差があるとされるピークを見出すことに成功した。

また、引き続き確立した測定系やRI実験法を活用した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

止め葉測定を終えてイオノーム解析を実施するなど概ね順調である。

Strategy for Future Research Activity

イオノーム解析を進めるとともに、各元素データからターゲットとするイネ品種を選抜する方策である。

  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Mutations in RZF1, a zinc-finger protein, reduce magnesium uptake in roots and translocation to shoots in rice2023

    • Author(s)
      Kobayashi Natsuko I、Takagi Hiroki、Yang Xiaoyu、Nishizawa-Yokoi Ayako、Segawa Tenta、Hoshina Tatsuaki、Oonishi Takayuki、Suzuki Hisashi、Iwata Ren、Toki Seiichi、Nakanishi Tomoko M、Tanoi Keitaro
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 192 Pages: 342~355

    • DOI

      10.1093/plphys/kiad051

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mutagenesis Analysis of GMN Motif in <i>Arabidopsis thaliana</i> Mg2+ Transporter MRS2-12022

    • Author(s)
      Yang Xiaoyu、Kobayashi Natsuko I、Hayashi Yoshiki、Ito Koichi、Moriwaki Yoshitaka、Terada Tohru、Shimizu Kentaro、Hattori Motoyuki、Iwata Ren、Suzuki Hisashi、Nakanishi Tomoko M、Tanoi Keitaro
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 86 Pages: 870-874

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac064

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of the Practical Method for Ion Influx, Efflux, and Net Flux Measurement in Plant Roots2022

    • Author(s)
      Kobayashi Natsuko I.、Yang Xiaoyu、Iwata Ren、Suzuki Hisashi、Nakanishi Tomoko M.、Tanoi Keitaro
    • Journal Title

      RADIOISOTOPES

      Volume: 71 Pages: 179~184

    • DOI

      10.3769/radioisotopes.71.179

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] シンチレータの植物研究応用2023

    • Author(s)
      田野井慶太朗
    • Organizer
      第70回 応用物理学会春季大会
  • [Presentation] マグネシウム含量の低いイネ変異体の解析と原因遺伝子OsRZF1の同定2023

    • Author(s)
      小林奈通子, 高木宏樹, 楊笑雨, 横井彩子, 瀬川天太, 星名辰信, 大西孝幸, 鈴木寿, 岩田錬, 土岐精一, 中西友子, 田野井慶太朗
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] 低分子化合物ライブラリーを対象とした新規有機シンチレータの探索2022

    • Author(s)
      田野井 慶太朗、杉田 亮平、山下 真一、八木亜樹子、佐藤 綾人、伊丹 健一郎
    • Organizer
      第59回アイソトープ・放射線研究発表会
  • [Presentation] Transport Study of Plant Mg2+ Transporter AtMRS2-1 in E. coli using 28Mg2022

    • Author(s)
      YANG Xiaoyu; KOBAYASHI Natsuko I.; HAYASHI Yoshiki; ITO Koichi; TANOI Keitaro
    • Organizer
      第59回アイソトープ・放射線研究発表会
  • [Presentation] 液胞局在型マグネシウム輸送体の機能解析2022

    • Author(s)
      小林奈通子・楊 笑雨・大西麻美・栗田悠子 ・加藤美砂子・田野井慶太朗
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2022年度東京大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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