| 研究課題/領域番号 |
20K05762
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
渡部 敏裕 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (60360939)
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| 研究分担者 |
平舘 俊太郎 九州大学, 農学研究院, 教授 (60354099)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | イオノミクス / 植物 / 土壌 / 植物イオノミクス / 無機元素 / 分画 / ストレス応答 / 土壌元素動態 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
イオノミクスとはある生物に含まれる全元素（イオノーム）を網羅的に解析するものであるが、測定できる成分（元素）数は20～30と少なく得られる情報量が少ない。しかし、生体内で無機元素は無機イオンとしてだけではなく様々な有機化合物の構成要素としての役割も大きく、それらを考慮した真の解析が必要である。そこで本研究では、各種の分画方法により植物成分を分画し、各画分について元素の一斉分析を行うことで「二次元イオノーム」情報を取得、より強力なイオノーム解析手法を開発し、植物栄養学に適用する。また、土壌についても分画とイオノーム分析を組み合わせ、より詳細な植物―土壌間の元素動態解析を可能にする。
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| 研究成果の概要 |
網羅的元素解析手法であるイオノミクスの拡張のために、各元素の形態の違いを考慮し二次元的に解析する手法を構築することを目的とした。植物については分画を基本とする解析と異なる抽出液による抽出を基本とする解析の二通りの二次元元素プロファイリング方法を考案した。これらを植物のミネラル過剰ストレス応答における元素動態変動と、トマト尻腐れ発症頻度の違いによる果実イオノーム変動の研究に適用し、全量分析からはわからない変動を検出した。土壌に対しても異なる抽出液による二次元元素プロファイリングを行い、植物根が根圏の元素動態に与える影響や異なる土壌pHにおける元素の可給度の詳細な推定に適用できる可能性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イオノミクスは植物栄養学では標準的な手法として近年広く使われているが、その発展のために各元素の形態に注目した解析は重要である。本研究は植物組織あるいは土壌に存在する各元素を一斉分画し、異なる形態・存在状態ごとに元素プロファイル得るという画期的な手法を提案した。この手法は作物栽培では作物-土壌間の元素動態（養分元素、有害元素）を明らかにすることに、また無機元素に起因する作物の生理障害への対策に貢献することが期待される。
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