| 研究課題/領域番号 |
20K15425
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | バイオスティミュラント / 持続可能な農業 / ミクロビオーム / 微生物の生物活性化合物 / 分子生物学 / 代謝工学 |
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| 研究実績の概要 |
微生物は驚くほど多様な揮発性化合物（mVCs）を合成し、植物と微生物の有益な相互作用の重要なメディエーターとして機能しています。我々は以前、mVCsが微生物の成長を「調整」し、植物の生理学的およびホルモン経路を調節して、光合成と糖の蓄積を促進し、根の体積、葉の大きさ、葉と花の数を増やし、果実や種子の生産量を増加させることができることを明らかにした。これらの知見から、mVCは植物生産システムにおける重要なバイオテクノロジー資源と位置付けられている。本研究では、(1) Aspergillus oryzae が放出する揮発性有機化合物のブレンド、または異なる濃度の合成化合物を個々に曝露したシロイヌナズナとイネの成長および発達に及ぼす微生物揮発性物質の影響、および (2) mVCs による植物成長促進のメカニズムについて生理・分子的手法を用いて研究した。その結果、A. oryzae による植物生長促進機構に mVCs が関与している可能性を確認した。また、有意な植物成長促進作用を示す8つの単一揮発性物質を同定し、その作用は揮発性物質の濃度依存的であった。マイクロアレイ解析の結果、これらの揮発性物質がオーキシン、サイトカイニン、エキスパンシンが関与する植物ホルモンシグナルを調節することが明らかとなった。これらの結果は、A. oryzae由来のmVCsが植物の成長を調節する原動力となり、新しいバイオ刺激剤として、また化学肥料に代わる持続可能な代替物として、農園芸作物にうまく利用できることを示している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
VCsによる植物の成長、発達、代謝の変化の基盤となる主要な制御因子とそのメカニズムに焦点を当てて解析を行い，作物収量を向上させるための革新的な農業技術・手法としてVCsシステムの利用に関するアイデアを提供した．したがって、mVCは農業生産や植物防御戦略に利用できる可能性を秘めている。
4報の原著論文および1件の著書を発表した。
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| 今後の研究の推進方策 |
（ワークパッケージ３）圃場における生理活性VCsの検証. 同定された生理活性VCsの効果を、コシヒカリ、日本晴および日本晴変異体（各30個体、3反復）を用いて新潟大学および新潟県刈羽村農業法人の圃場において試験する。VCsは栄養成長期および生殖成長期に施用する。生理活性VCsの評価は、生理学的（光合成パラメータ、色素）および農学的特性（葉色、分げつ数、出穂期、バイオマス、穂数、穂長、収量、千粒重、穂当たりの粒数、全粒数、玄米品質）
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