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2022 Fiscal Year Research-status Report

イネが過湿ストレスを感知する分子メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 22K05587
Research InstitutionFukui Prefectural University

Principal Investigator

塩野 克宏  福井県立大学, 生物資源学部, 准教授 (20610695)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords酸素 / センシング / 湿害 / 洪水 / 根
Outline of Annual Research Achievements

我が国の食糧自給率を増やすため、水田転換畑で問題となる畑作物の耐湿性向上が求められている。湿生植物が形成する酸素漏出バリアは耐湿性の重要形質であるものの、その感知誘導に関わる制御機構は未解明のままである。本研究ではイネの酸素漏出バリア形成を誘導する環境因子(物質)とその物質を感知する組織を特定し、どのような植物ホルモン・遺伝子ネットワークがバリア形成を制御するのかを明らかにする。さらに、イネと畑作物(オオムギ)の間の環境変化の感知機構の違いを明らかにすることで、オオムギに欠けているシグナルネットワークの特定を試みる。以上を通じて、畑作物に酸素漏出バリア機能を付与するために重要な分子の特定を目指し、研究を進めることとした。
令和4年度、酸素漏出バリアを誘導する環境因子を明らかにするため、湛水した土壌で早い段階で変化する、硝酸態窒素の減少とアンモニア態窒素の上昇がイネのバリアの誘導に関わるかどうかを調査した。興味深いことに、同じ窒素源であるアンモニア態窒素の上昇はバリアを誘導しないものの、硝酸態窒素の減少は顕著にバリアを誘導することが明らかになった。さらに、硝酸態窒素の減少を感知する組織の特定を目指し、split-rootシステム(根の一部だけ処理する栽培系)を用いて部分的に環境状態を変えて、バリアの誘導性を調査した。これまでのところ、栽培が不安定になるため一貫した結果が得られていない。次年度以降、研究の遅れを取り戻すべく、実験の継続により、安定した結果が得られるよう研究を進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度(令和4年度)、硝酸態窒素の減少を感知する組織の特定を目指し、split-rootシステム(根の一部だけ処理する栽培系)により、根の根端側や基部側といった特定部分だけ を低硝酸条件で栽培し、バリア形成の評価を試みた。しかしながら、これまでのところ、栽培が不安定になるため一貫した結果が得られず、結論に至っていない。

Strategy for Future Research Activity

次年度以降、同様のSplit-rootシステムによる実験を継続する。さらに、問題解消の可能性を高めるため、新しいsplit-rootシステムの栽培系を立ち上げる。これにより、安定した結果が得られるよう研究を進める。

Causes of Carryover

予定していたよりも物品購入が少なかったため次年度使用額が生じた。残金は次年度の物品費と合算して使用する。

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Characteristic of morphology, anatomy and histology of a seminal root of wild rice, <i>Oryza glumaepatula</i>2023

    • Author(s)
      Masato Ejiri、Katsuhiro Shiono
    • Journal Title

      Root Research

      Volume: 32 Pages: 4~15

    • DOI

      10.3117/rootres.32.4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Imaging the snorkel effect during submerged germination in rice: Oxygen supply via the coleoptile triggers seminal root emergence underwater2022

    • Author(s)
      Shiono Katsuhiro、Koshide Akiko、Iwasaki Kazunari、Oguri Kazumasa、Fukao Takeshi、Larsen Morten、Glud Ronnie N.
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.946776

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酸素の時空間的イメージング: 2次元酸素オプトードによるイネの冠水発芽-発根過程における酸素動態の可視化2023

    • Author(s)
      芝日菜子, 越出晃子, Morten Larsen, 岩崎和也, 深尾武司, 小栗一将, Ronnie N. Glud, 塩野克宏
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] 酸素の時空間的イメージング技術(2次元酸素オプトード)で水中でのイネの発芽・定着過程を再評価!2023

    • Author(s)
      塩野克宏, 芝日菜子, 江尻真斗
    • Organizer
      日本育種学会 第143回講演会
  • [Presentation] 野生イネOryza glumaepatula×台中65の異種染色体部分置換系統を用いた土壌還元ストレス耐性遺伝子の探索2022

    • Author(s)
      塩野克宏、江尻真斗、宮下智貴、宇賀優作
    • Organizer
      第142回日本育種学会講演会
  • [Presentation] 根圏土壌の酸化状態を可視化する!~2次元酸素オプトードによる酸素イメージングの挑戦~2022

    • Author(s)
      塩野克宏
    • Organizer
      令和4年度農業・工業原材料生産と光技術研究会
    • Invited
  • [Presentation] 過湿土壌で増加するアンモニアはイネの酸素漏出バリア形成の誘導に影響を与えるか?2022

    • Author(s)
      江岸祐夏, 塩野克宏
    • Organizer
      第56回根研究集会
  • [Presentation] 植物生理学的の研究にも応用できる2次元酸素オプトード: 植物根の酸素放出量パターンの可視化2022

    • Author(s)
      芝日菜子, 江尻真斗, 塩野克宏
    • Organizer
      第18回学際領域における分子イメージングフォーラム
  • [Remarks] 研究室HP

    • URL

      https://www.s.fpu.ac.jp/kankyo/Home/index.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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