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2021 年度 実施状況報告書

イネの生育にアーバスキュラー菌根菌が与える影響の遺伝・生理・生態学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K05995
研究機関東京大学

研究代表者

鴨下 顕彦  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (10323487)

研究分担者 津釜 大侑  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (10726061)
大友 量  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (80355081)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードイネ / トウジンビエ / 菌根菌 / 根系 / 接種試験
研究実績の概要

イネとAM菌の共生系の形成と生産性への、培地の水分条件とイネ品種による影響について、以下の知見を得た。
(1)感染率の水条件に対する応答を、合計8つの試験を行い結果を解析した。イネ苗では、乾燥条件が強い方が、菌糸感染率は高くなる傾向であった。ポット試験でも圃場試験でも、潅水制限による乾燥処理により、植物体のシュートも根も成長は抑制されたが、感染率には大きな変化はなかった。嚢状体数による感染率は、成長が劣っていたコシヒカリの方がトウゴウ4号よりも多かったが、潅水を十分行った処理区の菌糸感染率は、トウゴウ4号の方が高くなった。イネの深層の根量は減少したが、感染率はより高かった。菌根菌接種処理により、出穂期の感染率の変化は検出できなかったが、植物体の生産量は向上した。
(2)圃場試験によりイネ64品種の菌根菌接種効果と感染率を解析した。菌根菌接種により根乾物重が増加した。菌根菌接種効果指数には、マイナスからプラスまで、品種間差が見られたが、マイナスのものには水稲品種が多かった。定量PCRで求めた抽出DNAあたりのAM菌コピー数はイネ品種間で有意な差がなく、イネの成長量との関係は検出できなかった。一方、遺伝的背景の異なる3品種について幾つかの根の形状による感染率を比較したところ、抽出DNAあたりのAM菌コピー数には品種間差がみられ、Kinandang Patongで最も高かったが、側根の多い太い冠根でその差異が大きい傾向だった。顕微鏡による感染率も、側根の多い太い冠根が高かった。
(3)菌根菌叢は宿主の種類(トウジンビエvsイネ)や水分処理の影響を受けて有意に変化したが、菌根菌資材接種の効果は有意ではなかった。宿主間で存在割合が異なるOTUを抽出したところ、イネで有意に増加するOTUが4本、トウジンビエで有意に増加するOTUが8本認められた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

感染症拡大による温室や圃場の利用制限が課せられた期間(2020年3月ー6月)に試験を開始できなかったことが、現在の遅れに影響を及ぼしている。感染率の顕微鏡観察に時間がかかっている。また、多様性解析を行った際に、低分子の反応産物の混入など、予期せぬ事象にぶつかり、解析がやや遅れている。

今後の研究の推進方策

第1に、水分処理試験の表現型の解析をとりまとめ、感染率の水分条件に対する保守性について、成果を公表する。第2に、リンなどの化学分析も行う。第3に、多様性解析も並行して行い、取りまとめて発表する。第4に、品種間差について、2年目の試験を行い、感染率や接種効果指数などの解析を取りまとめ公表する。第5に、ゲノム領域解析を試行する。根の形状の感染率への影響は、今期のサンプリングと感染率の定量の差異の根の選択に活用する。また、2021年度までのデータの分子生物学的解析を並行して進めて、イネの菌根菌感染に関する水分処理への応答と、品種間差に関して、作物学的、組織学的、分子生物学的知見の結論を得る。今年度中には解明できない問題も残ると予想されるので、それらについては、新しいプロジェクトとして提案する。

次年度使用額が生じた理由

化学分析のためのサンプルの調整が遅延したことと、2022年度に研究支援者雇用の可能性が生じたため

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] タミルナードゥ農業大学(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      タミルナードゥ農業大学
  • [学会発表] 三段階の灌漑の畑でのアーバスキュラー菌根菌のイネ2品種の感染2021

    • 著者名/発表者名
      Y, Kamoshita, Ohtomo
    • 学会等名
      JCOM2021 菌根研究会 2021 年度大会

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公開日: 2024-12-25  

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