2022 Fiscal Year Annual Research Report
Metabolite dynamics among different organs in crop under heterogeneous water environment
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20K05997
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
仲田 麻奈 名古屋大学, 農学国際教育研究センター, 助教 (70623958)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
若山 正隆 愛媛大学, 医学系研究科, 講師 (20721913)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | イネ / 土壌水分変動 / 根 / フェノタイピング / 代謝産物 / 窒素形態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、時間的・空間的水分不均一条件に対するイネの応答について、根系の表現型と代謝物を網羅的に調べ、水分変動条件に対し高い適応性を示すイネの特徴を明らかにしようとした。根系の表現型解析においては、寒天培地を用いて短時間でかつ連続的にデータを取得し、表現型の経時的変化をモニタリングできる手法を確立した。さらに、archiDART（R Package）を用いて、個根の経時的変化を可視化して解析することで、これまでに詳細に調べられていなかった幾何学的な特徴も次第に明らかになってきており、とくに乾燥から湿潤と環境が変化した際の根系応答において、品種間の違いを明確に捉えることができた。昨年度までの研究結果より、水分変動条件に対し高い適応性を示すイネとそうでないイネでは、窒素形態（NO3-とNH4+）に対する応答性が異なる可能性を示した。そこで、水分処理とあわせて窒素処理も加えて調べた結果、水分変動条件に対して高い適応性を示すイネは、NH4+に対して根系発達ならびに地上部生育が優れる結果を示した。代謝産物において、アミノ酸、有機酸、糖、糖リン酸のうち、根のアミノ酸の変動に顕著な品種間差異が確認された。水分変動条件下において検出されたアミノ酸19種を詳細に調べたところ、水分変動条件に対して高い適応性を示すイネはそうでないイネとくらべて、乾燥から湿潤となった時に、Glu（グルタミン酸）、Gln（グルタミン）、Asp（アスパラギン酸）、Asn（アスパラギン）の濃度が特に高いことが明らかとなった。このことは、上記NH4+に対する応答と密接に関連しており、窒素同化の促進が示唆された。
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