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イネ光合成改良に向けた光合成窒素利用効率のイネ科変異の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K18643
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 作物生産科学
研究機関東京農工大学

研究代表者

安達 俊輔  東京農工大学, グローバルイノベーション研究院, 特任助教 (30717103)

研究協力者 Sage Rowan F.  
Sage Tammy L.  
寺島 一郎  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード光合成 / C3植物 / 窒素利用効率 / 葉肉伝導度 / 光呼吸 / 葉緑体 / C4進化 / C3 / 窒素含量 / 炭酸固定速度 / 気孔伝導度 / 葉身窒素含量 / 植物生理学 / 作物学 / 生態学
研究成果の概要

本研究はC3植物の光合成窒素利用効率 (PNUE) の自然変異ならびに生理要因の解明を目的とした。C3植物のPNUEには幅広い変異があり、中でもイネ(タカナリ)は窒素含量当たり炭酸固定速度・気孔伝導度が他の植物よりも大きく、このことが高いPNUEに関係していた。また光呼吸放出CO2の再固定程度 (C*)は、C3植物種間の差は認められず、窒素含量に強く依存していた。例外的にシロザのみ他種に比較して著しく小さいC*を示した。以上より、イネはC3植物のなかでは高いPNUEを有する一方、シロザの持つ光呼吸に関わる性質を導入することで、一層のPNUEの向上が期待できると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

イネやその他C3植物のPNUEの変異とその要因となる生理学的特性を解析し、改良すべき重要形質を指摘した。さらに身近な荒れ地雑草であるシロザが、光呼吸放出CO2を効率的に再吸収する機構を有することを本研究が初めて指摘した。本研究成果は、窒素投入量を抑制しつつ生産性を最大化できる作物の育種方針の構築に役立つと期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] トロント大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Toronto(Canada)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 作物の光合成速度の改良を目的とする自然変異アリルの特定と利用2019

    • 著者名/発表者名
      安達俊輔・寺崎千鶴
    • 雑誌名

      光合成研究

      巻: 29 ページ: 41-53

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Some like it hot: the physiological ecology of C4 plant evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Sage Rowan F.、Monson Russell K.、Ehleringer James R.、Adachi Shunsuke、Pearcy Robert W.
    • 雑誌名

      Oecologia

      巻: 187 号: 4 ページ: 941-966

    • DOI

      10.1007/s00442-018-4191-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Leaf photosynthetic rate and mesophyll cell anatomy changes during ontogenesis in backcrossed indica × japonica rice inbred lines.2017

    • 著者名/発表者名
      He W, Adachi S, Sage RF, Ookawa T, Hirasawa T
    • 雑誌名

      Photosynthetic Research

      巻: 134 号: 1 ページ: 27-38

    • DOI

      10.1007/s11120-017-0403-x

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Improving photosynthesis in rice: from small steps to giant leaps2017

    • 著者名/発表者名
      Sage R. F.、University of Toronto, Canada、Adachi Shunsuke、Hirasawa Tadashi、Tokyo University of Agriculture and Technology, Japan、Tokyo University of Agriculture and Technology, Japan
    • 雑誌名

      Achieving Sustainable Cultivation of Rice.

      巻: 1 ページ: 77-107

    • DOI

      10.19103/as.2016.0003.04

    • ISBN
      9781786760241
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 葉身窒素含量がC3植物の光呼吸放出CO2再固定量に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      中西愛・窪田光・大川泰一郎・平沢正・安達俊輔・Rowan F. Sage
    • 学会等名
      日本作物学会第247回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光合成進化の理解に向けた Flaveria linearis complexにおけるCO2補償点の遺伝的差異.2018

    • 著者名/発表者名
      安達俊輔. Rowan F. Sage
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Leaf Nitrogen Effects on Refixation of Photorespired CO2 in C3 plants2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Adachi, Rowan F. Sage, Ai Nakanishi, Hikaru Kubota, Kasumi Suzuki, Tadashi Hirasawa
    • 学会等名
      American Society of Plant Biologist meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自然変異を利用した光合成速度・窒素利用効率向上の展望と課題2018

    • 著者名/発表者名
      安達俊輔
    • 学会等名
      5.第9回日本光合成学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 将来の作物における光合成・エネルギー分配の最適化2018

    • 著者名/発表者名
      安達俊輔
    • 学会等名
      植物-農業ワークショップ高温・高CO2でも環境負荷の少ない農業を実現する基盤研究
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nitrogen response of reassimilation of photorespiratory CO2 in C3 plants2017

    • 著者名/発表者名
      Ai Nakanishi, Shunsuke Adachi, Hikaru Kubota, Kasumi Suzuki, Taiichiro Ookawa, Tadashi Hirasawa, Rowan F. Sage
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eeb.utoronto.ca/people/d-faculty/RSage.htm

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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