2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of two-dimensional ionomics and its application to plant nutrition
| Project/Area Number |
20K05762
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
渡部 敏裕 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (60360939)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平舘 俊太郎 九州大学, 農学研究院, 教授 (60354099)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | イオノミクス / 植物 / 土壌 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
イオノミクスとはある生物に含まれる全元素（イオノーム）を網羅的に解析するものであるが、測定できる成分（元素）数は20～30と少なく得られる情報量が少ない。しかし、生体内で無機元素は無機イオンとしてだけではなく様々な有機化合物の構成要素としての役割も大きく、それらを考慮した真の解析が必要である。そこで本研究では、各種の分画方法により植物成分を分画し、各画分について元素の一斉分析を行うことで「二次元イオノーム」情報を取得、より強力なイオノーム解析手法を開発し、植物栄養学に適用する。また、土壌についても分画とイオノーム分析を組み合わせ、より詳細な植物―土壌間の元素動態解析を可能にする。本年度は植物についてはアルミニウム（Al）集積植物のMelastomaのイオノームに対するアルミニウムと鉄（Fe）の影響について調査した。この植物はFe耐性が弱く、AlがFe害を軽減していることがわかっている。その結果、抽出液の高分子画分の元素組成において、葉ではFe処理の影響はなく、Alの影響のみ見られた。根でも同様にAl処理の影響が見られ、-Al処理ではFeの影響も見られた。低分子画分の元素組成では葉ではAl処理の影響が見られ、若い葉ではFe処理の影響もあった。根ではAl処理の影響は見られたがFe処理の影響は明白ではなかった。以上の結果から、MelastomaのイオノームにはAl処理が大きく影響し、Fe処理は地上部では若い葉の低分子画分に、根では高分子画分に存在するイオノームに影響することがわかった。土壌についての解析では、二次元的な解析は本年度はできなかったが、異なる土壌環境に生育する各種植物と土壌の分析を行い、植物系統と土壌環境の違いがイオノームに与える影響を評価した。植物の元素集積傾向は植物系統の影響を大きく受けていたが、土壌環境ストレスに対する植物の適応も関与すると考えられた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルスによる研究の長期制限で栽培試験や野外サンプリングができなかった。そのため、土壌の二次元イオノミクスについて研究をすすめることができなかった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
植物における二次元イオノミクスでは、抽出方法による違いがあることがわかってきた。分子量等による抽出液の分画だけではなく、抽出方法（特にpH）が及ぼす変動についても調査し、より多くの情報を得られるようにしたい。また、土壌イオノミクスについては、逐次抽出法を当初用いる予定でいたが、そのデメリットもあるため、異なる抽出方法を個別に行い総合的に評価することを試みる予定である。
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響により研究が長期間制限され、栽培試験を十分に行うことができず、物品費等に残額が多く生じた。また、研究打ち合わせや学会発表のための出張も中止となり、旅費の支出もゼロとなってしまった。
|
