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有望系統AZ-97とマダガスカルリン欠乏土壌を基盤とするイネのリン獲得戦略の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0154
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分39:生産環境農学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人国際農林水産業研究センター

研究代表者

高井 俊之  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, 主任研究員 (40547725)

研究分担者 辻本 泰弘  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, プロジェクトリーダー (20588511)
西垣 智弘  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, 任期付研究員 (80795013)
川村 健介  帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (90523746)
晝間 敬  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (20714504)
阪田 光和  高知大学, 教育研究部総合科学系黒潮圏科学部門, 講師 (50843322)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードイネ / AZ-97 / リン欠乏土壌 / 根圏 / 微生物 / QTL / 微生物叢 / マダガスカル / F2集団育成 / DNAマーカー設計 / AZ97 / リン獲得戦略
研究開始時の研究の概要

熱帯アフリカでは、植物に必要なリンが欠乏した土壌が多く、肥料購入が困難な農家の作物収穫量は大きく制限されている。イネは、リンが欠乏すると分げつ(茎の枝分かれ)の発生が抑制されるが、申請者らはマダガスカルのリン欠乏土壌においても、分げつの発生を維持し、良好な生育を示す有望系統「AZ-97」を見出した。本研究は、マダガスカルのリン欠乏環境と「AZ-97」を活用した国際共同研究により、「AZ-97」がリン欠乏環境にどのように適応しているかを植物・土壌・微生物の分野が協力して解明することを目的とし、リン欠乏環境でも高い収穫量を上げるイネの品種開発や栽培技術開発を目指す。

研究成果の概要

本研究は、リン欠乏土壌においても旺盛な生育を示すイネ品種「AZ-97」の(1)リン獲得メカニズムの解明と(2)遺伝要因の同定を目的として実験を行った。「AZ-97」は「IR64」に比較して、根から分泌されるクエン酸量やフォスファターゼ活性に差は無いものの、微生物のAlphaproteobacteriaが根圏で増加しており、「AZ-97」のリン獲得能に関与している可能性が示唆された。また、遺伝解析実験の結果、第1染色体長腕SD1領域に「AZ-97」型が生育初期の分げつ数およびバイオマス量を増やすQTLを検出し、SD1がリン獲得能に関与している可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アフリカでよく見られるリン欠乏土壌では、イネの収量が著しく低くなるため、そのような環境下でも生育が良好なイネが求められている。本研究では、AZ-97というイネ品種がリン欠乏土壌でも生育が良好であり、その要因として考えられる遺伝子座を検出した。本遺伝子座を育種で利用することにより、今後リン欠乏土壌でイネの収量を向上させることができるかもしれない。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] マダガスカル国立農村開発応用研究センター/アンタナナリボ大学放射線研究所(マダガスカル)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] FOFIFA(マダガスカル)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立農村開発応用研究センター(FOFIFA)(マダガスカル)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Dysbiosis of the rhizosphere microbiome caused by γ-irradiation alters the composition of root exudates and reduces phosphorus uptake by rice in flooded soils2022

    • 著者名/発表者名
      Mukai Mana、Hiruma Kei、Nishigaki Tomohiro、Utami Yuniar Devi、Otaka Junnosuke、Yoshihashi Tadashi、Sarr Papa Saliou、Oo Aung Zaw、Takai Toshiyuki、Tujimoto Yasuhiro
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: . 号: 1-2 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1007/s11104-022-05726-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] イネ 品種 AZ 97 の リン欠乏土壌 での 良好 な生育に関わる遺伝要因の解明2023

    • 著者名/発表者名
      髙井俊之、Vivian Raharinivo、阪田光和、川村健介、辻本泰弘
    • 学会等名
      日本作物学会第255回講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-10-10   更新日: 2024-01-30  

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