2024 Fiscal Year Annual Research Report
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22K05587
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| Research Institution | Fukui Prefectural University |
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Principal Investigator |
塩野 克宏 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (20610695)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 酸素 / センシング / 湿害 / 洪水 / 根 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我が国では、排水性の悪い水田転換畑における畑作物の耐湿性向上が求められている。イネに代表され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が、その感知・誘導に関わる制御機構は未解明のままであった。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)を特定するとともに、バリア形成制御に関わる植物ホルモンについて、バリアを誘導的に形成できる湿生植物であるイネと、バリアを形成できない非湿生植物であるオオムギを比較解析した。これにより、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た。
本研究の結果、土壌湛水の初期段階で生じる硝酸態窒素の減少が、イネにおける酸素漏出バリア形成を誘導する環境因子であることを明らかにした。さらに、低硝酸状態と植物ホルモンの関係を調べた結果、バリアの構成成分であるスベリン誘導を制御するアブシジン酸（ABA）シグナリングが、低硝酸によるバリア形成にも必要であることが分かった。最終年度には、これらのホルモンネットワークと低硝酸関知の関わりについて、網羅的な遺伝子発現解析と植物ホルモンイメージングにより解析を進めたものの、これまでのところ決定的な結論を得ることはできていない。
一方で、通常はバリアを形成できないオオムギに対しABAを外生投与したところ、外皮のスベリン化と酸素漏出バリアを人為的に形成させることに成功した。この結果は、オオムギにもバリア形成に必要なABA依存的な外皮のスベリン化能力が備わっていることを意味している。畑作物の耐湿性の向上のために、さらなる研究により、低硝酸とABAを結びつける上流の詳細な分子メカニズムを特定することが求められる。
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