イネ耐旱性関連形質の同定ならびに環境ストレス要因との相互作用

• Project/Area Number: 13J40128
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Crop science/Weed science
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 仲田(狩野) 麻奈 (2014) 名古屋大学, 農学国際教育協力研究センター, 特別研究員(RPD); 仲田 麻奈 (狩野 麻奈) (2013) 名古屋大学, 農学国際教育協力研究センター, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,760,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: イネ / QTL / 根系形質 / 土壌水分 / 天水田 / フィリピン

Outline of Annual Research Achievements

1. 耐旱性NERICAを用いた根系形質の同定と環境との相互作用　　昨年度供試したNERICA1とNERICA4を用い、土壌水分変動条件下において、窒素施肥が根系発育ならびに地上部生育に与える影響について、圃場条件で評価した。その結果、最適窒素施肥量下であれば、根系の可塑性は乾燥ストレス条件下で発揮され、その後に続く再潅水時に、地上部生育に大きく貢献することを明らかにした。
2. 根系が発揮する可塑性の機能解析および関連遺伝子座の同定　　乾燥ストレス条件下での根系の可塑性発揮における炭素収支を、根呼吸速度に注目して調べるため、日本晴とKasalathと系統50番（日本晴/Kasalath 染色体部分置換系統群（全54系統））を、土耕条件で生育させた。その結果、根呼吸量は乾燥ストレスによって増加し、その増加程度には品種間差異が確認された。軽度な乾燥ストレス条件下において、系統50番の根呼吸速度は、日本晴とくらべ有意に小さかったことから、系統50番のように耐旱性の高いイネは、乾燥ストレス条件下において根呼吸量を減らして根系発育に光合成産物を使っていることが示唆された。さらに、東北タイの天水田適応品種であるKDML105に、日本晴の戻し交雑後代を自殖させた材料を用いてQTL解析を行った結果、KDML105が有する根系の可塑性に関与する遺伝子座の座乗領域を明らかにした。
3. フィリピン国内におけるイネ耐旱性形質と環境との相互作用評価　　フィリピンイネ研究所内の実験圃場にて、昨年度1月から乾季作栽培評価試験を実施した。サンプリングしたイネについて、収量および根系解析を行い、耐旱性と根系の機能的役割を評価した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Root plasticity and its functional roles were triggered by water deficit but not by the resulting changes in the forms of soil N in rice (2015)
  • Author(s): Tran, T.T., Kano-Nakata, M., Suralta, R.R., Menge, D., Mitsuya, S., Inukai, Y. and Yamauchi, A
  • Journal Title: Plant and Soil Volume: 386 Issue: 1-2 Pages: 65-76
  • DOI: 10.1007/s11104-014-2240-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Evaluation of cold tolerance in NERICAs compared with Japanese standard rice varieties at the reproductive stage (2015)
  • Author(s): Wainaina, C,M., Inukai, Y., Masinde, P.W., Ateka, E.M., Murage, H., Kano-Nakata, M., Nakajima, Y., Terashima, T., Mizukami, Y., Nakamura, M., Nonoyama, T., Saka, N., Asanuma, S., Yamauchi, A., Kitano, H., Kimani J. and Makihara D
  • Journal Title: Journal of Agronomy and Crop Science Volume: - Issue: 6 Pages: 461-472
  • DOI: 10.1111/jac.12125
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effect of various intensities of drought stress on δ13C variation among plant organs in rice (2014)
  • Author(s): Kano-Nakata, M., Tatsumi, J., Inukai, Y., Asanuma, S. and Yamauchi, A.
  • Journal Title: American Journal of Plant Sciences Volume: 5 Issue: 11 Pages: 1686-1693
  • DOI: 10.4236/ajps.2014.511183
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Nitrogen application enhanced the expression of developmental plasticity of root systems triggered by mild drought stress in rice. (2014)
  • Author(s): Tran, Thiem, Thi., Kano-Nakata, Mana., Takeda, Moe., Menge, Daniel., Mitsuya, Shiro., Inukai, Yoshiaki. and Yamauchi, Akira.
  • Journal Title: Plant and Soil. Volume: 378 Issue: 1-2 Pages: 139-152
  • DOI: 10.1007/s11104-013-2013-5
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Root plasticity expression in hardpan penetration during soil moisture fluctuations is triggered by rewetting rather than by progressive drought stress and dependent on the strength of hardpan in rice (2015)
  • Author(s): Suralta Roel Rodriguez, Kano-Nakata Mana, Tran Thiem Thi, Niones Jonathan Manito, Mitsuya Shiro, Yamauchi Akira
  • Organizer: 日本作物学会第239回講演会
  • Place of Presentation: 日本大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-28
• [Presentation] Effect of soil moisture fluctuation at different growth stages on the expression of root plasticity of two upland NERICA varieties as affected by nitrogen levels. (2015)
  • Author(s): Menge Daniel, Asanuma Shuichi, Inukai Yoshiaki, Suralta Roel Rodriguez, Kano- Nakata Mana, Mitsuya Shiro, Yamauchi Akira, Makihara Daigo
  • Organizer: 日本作物学会第239回講演会
  • Place of Presentation: 日本大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-28
• [Presentation] Functional roles of root plasticity for plant’s adaptation to water stress (2014)
  • Author(s): Mana Kano-Nakata, Thiem Thi Tran, Roel Rodriguez Suralta, Jonathan Manito Niones, Yoshiaki Inukai, Shuichi Asanuma, Akira Yamauchi
  • Organizer: The 4th International Rice Congress
  • Place of Presentation: タイ
  • Year and Date: 2014-10-27 – 2014-11-01
• [Presentation] δ13C fluctuation among plant organs grown under various intensities of drought stress in rice (2014)
  • Author(s): Mana Kano-Nakata, Jiro Tatsumi, Yoshiaki Inukai, Shuichi Asanuma, Akira Yamauchi
  • Organizer: The 8th Asian Crop Science Association Conference
  • Place of Presentation: ベトナム
  • Year and Date: 2014-09-23 – 2014-09-25
• [Presentation] Root system developmental responses and its contribution to dry matter production and yield under rainfed lowland rice field along different toposequences (2014)
  • Author(s): Roel R. Suralta, 狩野（仲田） 麻奈, Filomena Grospe, Maria Corazon Julaton, Anna Theresa Isabel O. Rebong, Andrea M. Flores, 犬飼 義明, Jonathan M. Niones, 亀岡 笑, 森田 茂紀, 阿部 淳, 加藤 洋一郎, 福田 善通, 小林 伸也, 三屋 史朗, 山内 章
  • Organizer: 日本作物学会第238回講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-10
• [Presentation] イネの水ストレス条件下における可塑的な根系発育の機能的役割とその評価方法 (2014)
  • Author(s): 仲田（狩野）麻奈
  • Organizer: 第41回根研究集会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2014-09-06 – 2014-09-07
• [Presentation] Timing of root penetration in the hardpan during soil moisture fluctuations and its contribution to the water use during drought stress and dry matter production in rice. (2014)
  • Author(s): Suralta Roel Rodriguez
  • Organizer: 日本作物学会第237回講演会
  • Place of Presentation: 千葉大学 (千葉)
• [Presentation] Effects of soil compaction on the expression of plasticity in root system develop ment triggered by water deficit conditions and nitrogen application and its contri bution to dry matter production in rice. (2014)
  • Author(s): Tran Thiem Thi
  • Organizer: 日本作物学会第237回講演会
  • Place of Presentation: 千葉大学 (千葉)
• [Presentation] Functional role of root plasticity in water uptake and dry matter production as affected by drought and nitrogen application in NERICA (New Rice for Africa). (2014)
  • Author(s): Menge Daniel
  • Organizer: 日本作物学会第237回講演会
  • Place of Presentation: 千葉大学 (千葉)
• [Presentation] Impacts of soil moisture and hardness at different soil depths on the root growth and dry matter production of rice plants in rainfed lowlands. (2013)
  • Author(s): 仲田(狩野) 麻奈
  • Organizer: 韓国作物学会2013年秋季学術発表会
  • Place of Presentation: 農村振興庁国立食糧科学院高冷地農業センター (韓国、江原道平昌郡)
  • Year and Date: 2013-10-18
• [Presentation] Soil moisture intensity impacts on root distribution and dry matter production in rainfed lowland rice fields in the Philippines. (2013)
  • Author(s): Suralta Roel Rodriguez
  • Organizer: 日本作物学会第236回講演会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学 (鹿児島)
• [Presentation] Expression of developmental plasticity of root system as affected by water deficit conditions and nitrogen-forms interaction in rice. (2013)
  • Author(s): Tran Thiem Thi
  • Organizer: 日本作物学会第236回講演会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学 (鹿児島)
• [Presentation] Soil compaction effects on the expression of development plasticity of root system triggered by mild drought stress x nitrogen application in rice. (2013)
  • Author(s): Tran Thiem Thi
  • Organizer: 第39回根研究集会
  • Place of Presentation: 畜産草地研究所 (那須)
• [Presentation] Root penetration in the hardpan during soil moisture fluctuations and its contribution to water use and dry matter production in rice (2013)
  • Author(s): 山内 章
  • Organizer: 第39回根研究集会
  • Place of Presentation: 畜産草地研究所 (那須)
• [Presentation] 土壌水分変動条件に適応したイネ系統における乾燥ストレス後の再潅水に対する根系発育反応 (2013)
  • Author(s): 仲田(狩野) 麻奈
  • Organizer: 第39回根研究集会
  • Place of Presentation: 畜産草地研究所 (那須)
• [Remarks] 農学国際教育協力研究センター
  • URL: https://iccae.agr.nagoya-u.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://iccae.agr.nagoya-u.ac.jp/index.html