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植物根における栄養屈性に影響を与える環境及び遺伝要因の探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K14365
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
研究機関東京大学

研究代表者

山崎 清志  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (20611297)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード屈性 / 栄養 / 植物根 / 濃度勾配 / 不均一環境 / 局所応答 / 栄養屈性 / 栄養応答 / イネ / 根
研究成果の概要

本研究の目的はイネの側根および主根で新たに発見した、栄養濃度勾配に対する正の屈性現象、栄養屈性を特徴づけることである。研究成果として、栄養屈性の屈性刺激が側根・主根ともにアンモニウムの濃度勾配であることを明らかにできた。変異体の遺伝解析の結果、ある植物ホルモンの輸送体が重要な役割を担うことを明らかにした。
主根の栄養屈性では、屈性刺激ではないにもかかわらずリン酸がアンモニウムに対する屈性応答を強くすることが判明した。またリン酸が存在すると、主根が栄養屈性を示すためにより強いアンモニウム屈性刺激を必要とすることも判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義として、栄養屈性はこれまで誰も実験的に示した例のない新規屈性である。最も研究が進んでいる屈性はすべて、植物が生存に必須な資源のうち、水と光、を効率よく獲得するために有用な機能であると理解されている。栄養屈性の存在は、植物が少なくともアンモニウムの濃度勾配を感知でき、よりその栄養濃度が高い方向へと根の伸長方向を変えて生育することで効率的に必須な資源である栄養を吸収しようとしていることを示した。
栄養屈性をコントロールできれば、農業において作物に効率的に肥料成分を吸収させることで施肥効率を向上させることが将来的に可能になるかもしれない。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The Effect of Phosphate on the Activity and Sensitivity of Nutritropism toward Ammonium in Rice Roots2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Yamazaki, Toru Fujiwara
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 11 号: 6 ページ: 733-733

    • DOI

      10.3390/plants11060733

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A positive tropism of rice roots toward a nutrient source2020

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Yamazaki, Yoshihiro Ohmori, Toru Fujiwara.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 61 号: 3 ページ: 546-553

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz218

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] イネの栄養屈性の反応特性について2020

    • 著者名/発表者名
      山崎清志
    • 学会等名
      ~植物構造オプト~ 若手の会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A Positive Tropism of Rice Roots toward a Nutrient Source2020

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Yamazaki, Yoshihiro Ohmori, Toru Fujiwara
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会 PCP session
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The strategy of plant survival revealed by nutritropism in rice roots2020

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Yamazaki, Toru Fujiwara
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] イネの根における栄養屈性2020

    • 著者名/発表者名
      山崎清志,大森良弘,高橋宏和,中園幹夫,藤原徹
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] イネの根が示す栄養屈性の特徴とその役割2020

    • 著者名/発表者名
      大森良弘、山崎清志、藤原徹
    • 学会等名
      人日本育種学会第137回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 栄養濃度勾配に応答する植物根の新規屈性である 栄養屈性の特性2019

    • 著者名/発表者名
      山崎清志・大森良弘・藤原徹
    • 学会等名
      土壌肥料学会2019年度静岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 栄養屈性変異体のスクリーニングと温度に対する栄養屈性の変化2019

    • 著者名/発表者名
      名倉涼平・山崎清志・藤原徹
    • 学会等名
      土壌肥料学会2019年度静岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 植物の栄養屈性の発見 〜土の中の栄養のありかを探り当てる植物の新機能〜

    • URL

      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20191213-2.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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