2014 Fiscal Year Research-status Report

イネの生物的窒素固定に関与する栽培的ならびに遺伝的要因に関する解析

Research Project

Project/Area Number	25450021
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	井上博茂京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 講師 (40260616)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords	栽培・作付体系 / 生物的窒素固定 / 重窒素追跡 / アセチレン還元活性
Outline of Annual Research Achievements	水田土壌（灰色低地土）を用いて15N硫安を施用窒素としてポット栽培を行ったイネ品種台中65号およびC5444について、15N含有率を測定して、施肥由来窒素吸収量の推定を行った。全窒素吸収量はC5444＞台中65号であったが、施肥由来窒素吸収量はC5444＜台中65号となり、C5444の方が施肥外由来窒素吸収量が大きいことがわかった。ポットごとに窒素収支を計算したところ、イネ栽培前後でいずれもマイナスとなり、ポット系外への窒素の流出があること、ならびに窒素バランス法によるイネの吸収窒素量の内訳を推定することが難しいことがわかった。したがって、F2個体など、遺伝的に固定していない個体について、その窒素固定能を評価するための土壌として、水田土壌は適しておらず、真砂土が適していることが確認できた。イネ品種台中65号×C5444の交雑F2集団を個体別にポット栽培して、個体別に窒素収支の測定を行った。栽培土壌として、窒素含有率が極端に小さく、可給態窒素量がほとんどない真砂土を用い、施用窒素として15Nで標識された硫安を用いた。いずれのポットにおいても、窒素収支がマイナスとなり、系外への窒素流出が推定されたが、水田土壌で栽培した場合と比べてその量は少なかったと考えらえた。イネの窒素保有量では、C5444＞台中65号であって、F2個体についてはC5444よりも大きい値を示した個体から台中65号よりも小さい値を示した個体まで、超越分離個体を含めその値は連続的であった。農業形質として、出穂期、脱粒性の有無、粒形（長粒／短粒）およびふ先着色（アントシアン）の有無を調べたところ、出穂期が連続分布を示していたのに対し、それ以外の3形質については1遺伝子座によると考えられる分離が観察された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 交雑F2集団を個体別にサンプリングし、分析サンプルの調製をすでに終えている。15N同位体比の測定を依頼することで、真砂土を用いて栽培したF2個体の生物的窒素固定量を個体別に推定することができる。推定できた窒素固定能と、農業形質との関係を調査することができる。また、F2個体の一部からF3種子を採種しており、個体別次代F3系統を本年圃場において栽培し、生物的窒素固定以外の4形質について後代検定を行い、詳細に調査する予定である。本年度に繰り越された研究費を、主として依頼分析に充てる予定で計画している。
Strategy for Future Research Activity	台中65号およびC5444の間で、農業形質として、出穂期の早晩、脱粒性の有無、ふ先着色（アントシアン）の有無、粒径（長粒／短粒）が分離することが考えられ、供試したF2個体についてもこれら3形質においていずれも分離が認められた。出穂期の早晩については明瞭ではなかったが、そのほかの3形質については1遺伝子支配とみられる分離が観察された。これら形質と窒素固定活性との関連性については今のところ不明であるが、F2個体の窒素固定活性を推定することにより、これら4形質と窒素固定活性との関連性を明らかにすることができると考えられる。今後、F2個体における重窒素含有率の測定を委託して行い、上記4農業形質と窒素固定活性との関連性を調査する。併せて、F2個体の個体別次代F3系統を圃場で栽培して、これら農業形質の後代検定を行う。また、F2個体を栽培したポットから土壌（真砂土）をサンプリングして、土壌中微生物のDNAの抽出を行って、PCRによる土壌中微生物の存在の有無を調査する。
Causes of Carryover	トレーサーマットの修理の目途が立たず、15N同位体比の測定ができていない。年度末には依頼分析の納期が遅くなることおよび測定の単価が高くなることから、全窒素の分析ならびに農業形質の観察を主として行った。その結果、15N同位体比の測定として支出を予定していた分を本年度に繰り越すこととなった。
Expenditure Plan for Carryover Budget	年度明けの安価な測定単価による発注を念頭にサンプルの調製を行っており、測定にかかる費用としての支出を予定している。また土壌からのDNA抽出を、ニッポンジーン社製抽出キットを用いて行う予定である。なお、DNAの抽出では、本補助金で購入したビーズ式細胞粉砕装置を使用する。